直流牵引供电系统数学模型与短路计算研究

随着我国国民经济的迅速发展和城市交通量的增长,城市轨道交通作为一种新的交通工具,在我国正得到越来越广泛的应用。未来数年是城市轨道交通发展的黄金时期。而对直流牵引供电系统短路电流计算的研究,已经成为国内外研究的热点。 直流牵引供电系统的短路电流计算对城市轨道交通牵引供电系统的设计有着重要的作用,是直流快速开关合理选型及直流保护准确整定的基础,是判断整个系统的安全可靠性、确定牵引变电所运行方式的重要依据。 本文首先介绍了地下铁道在第三轨供电方式下走行轨和接触轨直流电阻的计算方法,研究了钢轨内电感和供电回路外电感的计算方法,从而得出走行轨和接触轨在50Hz下电感参数,并和实测数据对比验证其准确性。 本文详细分析了直流牵引变电所中整流机组的工作原理和它的多段线性化外特性模型,用理想电压源、内阻的戴维南等效电路代替直流牵引变电所,然后建立直流牵引供电系统的数学模型,并编写了直流牵引供电系统短路电流稳态值计算的程序和界面。通过与地铁线路短路试验数据对比,验证了其准确性。最后,用SIMULINK中电力系统仿真模块建立了包含24脉波整流机组在内的直流牵引供电系统的仿真模型,对接触轨不同位置发生短路的情况进行了仿真分析,它能较为精确的反映短路发生后电流的暂态过程。