地鐵牽引供電系統(tǒng)建模及其對(duì)公共電網(wǎng)影響的研究.pdf

1、地鐵城市軌道交通的快速建設(shè)，一方面推動(dòng)了城市的發(fā)展，另一方面加速了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵牽引供電給公共電網(wǎng)帶來(lái)的影響受到高度的關(guān)注。地鐵牽引系統(tǒng)采用直流牽引，具有波動(dòng)性強(qiáng)、系統(tǒng)諧波含量豐富、電纜容性電流大等特點(diǎn)，另外，地鐵系統(tǒng)處于人口密集的城市之中，公共電網(wǎng)一旦造成事故有可能對(duì)整個(gè)城市的電力供應(yīng)和社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)很大的影響。為防患于未然，需要提前做出系統(tǒng)的理論分析并做出相應(yīng)的預(yù)防性措施，從而減少電流諧波、諧振過(guò)電壓、電纜容性電流及雜散電流等對(duì)

2、電力系統(tǒng)的危害，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量及供電可靠性和穩(wěn)定性，消除地鐵對(duì)電網(wǎng)造成事故的潛在隱患。因此本論文主要以仿真計(jì)算結(jié)合實(shí)例研究分析地鐵牽引供電系統(tǒng)對(duì)公共電網(wǎng)的影響。
　　 利用Matlab/simulink構(gòu)建了24脈波整流器和地鐵電力機(jī)車(chē)仿真分析模型。分析了系統(tǒng)中直流側(cè)、變壓器繞組以及交流側(cè)的諧波特征。運(yùn)行結(jié)果表明，仿真系統(tǒng)能夠真實(shí)反映整流器和機(jī)車(chē)的實(shí)際工作情況。
　　 以即將投運(yùn)的西安地鐵二號(hào)線為分析算例，應(yīng)用實(shí)際設(shè)

3、計(jì)參數(shù)，聯(lián)合電網(wǎng)和地鐵牽引供電系統(tǒng)計(jì)算了白天高峰期負(fù)荷運(yùn)行和夜間低谷期負(fù)荷運(yùn)行諧波注入情況，評(píng)估了不同負(fù)荷期諧波危害，基于PCC點(diǎn)諧波標(biāo)準(zhǔn)和地鐵運(yùn)行特點(diǎn)，本文提出了具體的諧波治理方案，仿真驗(yàn)證了該方案的正確性。仿真表明35kV母線上裝設(shè)無(wú)源高壓濾波器，可以達(dá)到較好的諧波治理效果。
　　 計(jì)算了工頻和單相故障條件下電纜的容性電流，利用諧振回路等效原理，研究了電纜容性電流與諧振的關(guān)系，計(jì)算了線路末端并聯(lián)電抗器的容量，利用安裝并聯(lián)電抗

4、器的方法抑制諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。利用仿真模型，分析了負(fù)荷變化、短路容量對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓波動(dòng)和PCC點(diǎn)功率因素的沖擊，評(píng)估其對(duì)公共電網(wǎng)影響。
　　 最后，利用CDEGS軟件以西安地鐵設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)地鐵雜散電流電路等效，并建立鋼軌、排流網(wǎng)、埋地輸電電纜模型，系統(tǒng)研究了鋼軌電位分布情況、雜散電流分布特征和埋地電纜屏蔽層的電位分布規(guī)律等，提出了埋地電纜防腐蝕措施。
　　 本文的研究成果可為地鐵牽引供電系統(tǒng)接入電網(wǎng)提供了理論依據(jù)。