电缆牵引供电系统工频过电压传播特性研究

王辉，易东，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

电缆牵引供电系统工频过电压传播特性研究

王辉，易东，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

图4 互阻抗归算后的牵引网分布参数等值电路图

以变电所作为坐标轴的x= 0点，根据式（1）电缆供电牵引网线路C、F、T、R距首端距离x处的电压分别为

对于接触线C和电缆供电线F线的边界条件有：

则接触线C末端的电流为

则作用在机车上的电压即为C与T之间的电压：

其幅值为

C与T之间电压幅值ΔU随着距离x的变化而变化，结合表1中的牵引网电气参数，可从理论上分析电缆供电过电压传播特性。

表1 牵引网仿真参数表 Ω/km

3 电缆供电仿真建模及仿真

3.1 牵引网线路仿真参数

电缆各组成部分的材料性能和电缆结构的几何尺寸决定了电缆线路的电气参数。因此，当电缆结构尺寸确定后，可以根据文献[9]中给出的方法计算电缆的相关电气参数。

利用Carson理论[1]，计算得到了电缆供电牵引网仿真模型的仿真参数[1，4，7，8]，具体参数值见表1。

3.2 电缆供电Simulink建模

在电缆牵引供电中，视承力索和接触线C之间为平行传输，可将其等效为一条线路。同理，2条钢轨也可等效成一条线路。则由电缆供电线F、电缆供电线R、接触线C、钢轨T四条线路构成仅有一条供电臂的单线电缆供电牵引网简化模型。

对于电缆牵引供电系统各线路模型，在Simulink提供的现有模块范围内，采用分布参数线路模型构建电缆牵引供电系统牵引网仿真模型，以便尽可能反应电气化铁路牵引网线路实际情况。

通过简化得到由电源模块和牵引变压器模块构成的牵引变电所模块以及由分布参数线路C、T、F、R表示的牵引网模块构成的电缆牵引供电模型。部分模型如图5所示。