電纜牽引供電系統工頻過電壓傳播特性研究

王輝，易東，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

電纜牽引供電系統工頻過電壓傳播特性研究

王輝，易東，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

圖4 互阻抗歸算后的牽引網分布參數等值電路圖

以變電所作為坐標軸的x= 0點，根據式（1）電纜供電牽引網線路C、F、T、R距首端距離x處的電壓分別為

對于接觸線C和電纜供電線F線的邊界條件有：

則接觸線C末端的電流為

則作用在機車上的電壓即為C與T之間的電壓：

其幅值為

C與T之間電壓幅值ΔU隨著距離x的變化而變化，結合表1中的牽引網電氣參數，可從理論上分析電纜供電過電壓傳播特性。

表1 牽引網仿真參數表 Ω/km

3 電纜供電仿真建模及仿真

3.1 牽引網線路仿真參數

電纜各組成部分的材料性能和電纜結構的幾何尺寸決定了電纜線路的電氣參數。因此，當電纜結構尺寸確定后，可以根據文獻[9]中給出的方法計算電纜的相關電氣參數。

利用Carson理論[1]，計算得到了電纜供電牽引網仿真模型的仿真參數[1，4，7，8]，具體參數值見表1。

3.2 電纜供電Simulink建模

在電纜牽引供電中，視承力索和接觸線C之間為平行傳輸，可將其等效為一條線路。同理，2條鋼軌也可等效成一條線路。則由電纜供電線F、電纜供電線R、接觸線C、鋼軌T四條線路構成僅有一條供電臂的單線電纜供電牽引網簡化模型。

對于電纜牽引供電系統各線路模型，在Simulink提供的現有模塊范圍內，采用分布參數線路模型構建電纜牽引供電系統牽引網仿真模型，以便盡可能反應電氣化鐵路牽引網線路實際情況。

通過簡化得到由電源模塊和牽引變壓器模塊構成的牽引變電所模塊以及由分布參數線路C、T、F、R表示的牽引網模塊構成的電纜牽引供電模型。部分模型如圖5所示。