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雷火电竞体彩app下载平台:直流牵引供电系统轨道电位影响因素的浅析论文

发布时间: 2022-04-10 04:56:20 来源:雷火电竞体彩app下载平台 作者:雷火电竞竞猜

  在直流牵引供电系统中,利用钢轨作为回流导体,钢轨对地之间存在对地电位即轨道电位,EN50122-1 标准规定其允许值为 60 V。轨道电位过高会增大杂散电流、危害站台乘客安全、损害沿线设备。如:南京地铁一号线,新模范马路站和中胜站 2 个站轨道电位过高导致钢轨电位限制装置动作频繁,使得轨电位限制装置打到永久合闸接地位置,造成钢轨与大地之间的电流达到 800 A以上,将对地铁内部建筑金属结构及沿线金属结构造成严重电腐蚀。

  对直流牵引供电系统轨道电位影响因素进行分析的文献很多,如:文献指出,轨道电位与走行轨所处位置有关,电动列车取流处电位最高,而牵引变电所对地电位最低,且轨道电位随列车运动而变化;文献指出如果钢轨电阻和负载一定,轨道电位主要受大地泄漏电导率的影响。 结合以上文献对轨道电位影响因素的分析,或是未建立有效的轨道电位数学模型 ,通过MATLAB 仿真来证明结论的可靠性;或是虽建了数学模型,但仅建立了单边供电下单辆列车行驶的模型,但同一时间会有多列正在运行的列车和多个牵引变电所向它们供电,情况非常复杂。因此,本文建立了单、双边供电条件下的单辆、多辆列车行驶时的轨道电位数学模型,并且通过 MATLAB实例仿真来验证结论的有效性、可靠性。

  钢轨既是电动车组的轨道又是牵引回流网络的重要组成部分,钢轨具有纵向电阻,同一时刻,又有多辆列车行驶,计算轨道电位非常复杂,因此,以下分析均建立在轨道电阻均匀、过渡电阻均匀分布、不计变电所地网接地电阻的影响、轨道向两侧无限延伸的条件下。

  1.1.1 单辆列车行驶时的轨道电位数学模型 以牵引变电所的位置为 0 点,列车运行方向为正方向,列车距牵引变电所为 l,注入电流为 I.

  1.2.1 单辆列车行驶时的轨道电位数学模型 以左边牵引变电所所在位置为 0 点,两牵引变电所距离为 d,列车行驶方向为正方向,列车距左边牵引变电所为 l,注入电流为 I。

  以牵引变电所位置为0点,列车运行方向为正方向,列车距离牵引变电所分别为h, L2, l3,注入电流为I。

  从以上数学模型可知,距离牵引变电所任意距离的轨道电位大小主要与注入电流 I、钢轨单位长度电阻 r、钢轨与大地之间的泄漏导纳 g、供电方式、机车数量、牵引变电所之间的间距等因素有关。从分析结果来看:注入电流越大、钢轨单位长度电阻越大、钢轨与大地之间的泄漏导纳越小,轨道电位越高。若 I = 2 000 A,r = 0.02 ?/km,g = 2 s/km,现通过仿真模型分析单、双边供电方式,以及机车数量对轨道电位的具体影响。

  以牵引变电所所在位置为 0 点,列车距离牵引变电所 2 km,距离牵引变电所任意距离的轨道电位。

  以牵引变电所为 0 点,列车距离牵引变电所分别为 2,4,6 km,距离牵引变电所任意距离的轨道电位。

  以左边牵引变电所为 0 点,两牵引变电所相距8 km,列车距离牵引变电所 4 km,距离左边牵引变电所任意距离的轨道电位。

  以左边牵引变电所所在位置为 0 点,两牵引变电所相距 8 km,列车距离牵引变电所分别为 2,4,6 km,距离左边牵引变电所任意距离的轨道电位。

  本文将电路基本知识和微段等值法相结合,建立了单、双边供电条件下的单辆、多辆列车行驶时的轨道电位数学模型,并且通过 MATLAB 对模型进行了仿真,得出了以下结论:

  (1)注入电流越大、钢轨单位长度电阻越大、钢轨与大地之间的泄漏导纳越小,轨道电位越高。

  (2)单辆列车行驶时,轨道电位有正负值,同一点处单边供电正负值均高于双边供电相应的正负值;列车所在处电位最高,牵引变电所所在处电位最低,且列车和牵引变电所的中点处电位为零。

  (3)多辆列车行驶时,轨道电位只存在正值,同一点处单边供电轨道电位高于双边供电;随着机车数量的增加,轨道电位大幅度增加。

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