机车过分相钢轨过电压的仿真研究

发布时间：2021-01-11 05:10

　　电力机车过分相区时不仅会在接触线上产生过电压,还会传导至钢轨,进而会对轨道电路设备造成不利影响.建立一个电力机车过分相过程的等效仿真电路模型,并利用遗传算法和二分法得出此时暂态过电压的频率以及列车至牵引变电所的阻抗.仿真结果表明:电力机车过分相过程中,由于电路结构的瞬态变化而导致电力机车等效电容对中性线的放电是产生钢轨过电压的主要原因,过电压的幅值可以达到几百伏以上,并且该电压与过分相区时接触网电压的相位有关.现场的测试数据与仿真数据取得了较好的吻合,验证了模型的准确性. 

【文章来源】：北京交通大学学报. 2020,44(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

电力机车过三断口电分相

电力机车是断开VCB惰性过分相区,则列车经过分相区的基本电路模型如图2所示.其中各个电路参数的意义如下:Vc1和Vc2代表牵引变电所的电压,相位相差120°,R1和L1为牵引变电所等效阻抗,R2、L2为接触网等效阻抗,R3、L3为中性线等效阻抗,R4、L4为列车等效阻抗,C1为接触网对地等效电容,C2为接触网与中性线之间的等效电容,C3为中性线对地的等效电容,C4为列车VCB的等效电容,C5为两中性线之间的等效电容,Z1为钢轨至牵引变电所的阻抗.频率f=50 Hz.另外,根据文献[11],可计算出牵引变电所电压为Vc1=Vc2=27.5 kV,牵引变电所等效电阻R1=0.24 Ω,电感L1=15.8 mH;接触网电阻R2=2.54 Ω,电感L2=33.6 mH;接触网对地电容C1=0.32 μF;中性线对地电容C2=2.25×10-3 μF,中性线电阻R3=0.02 Ω,电感L3=0.38 mH;中性线与接触线间的电容C3=10×10-3 μF,两中性线之间的电容C5=10×10-3 μF.CRH380A型列车等效电容C4=200 pF,C2=200 pF,等效电阻R4=100 Ω,等效电感L4=10 mH.

当频率大于1 MHz时,干扰大多会以辐射干扰的形式影响电力机车以及轨道电路设备.由于此次研究的是传导性干扰,故将过电压的边界频率设定为[0,106],精度δ=1.由于219≤106≤220,则令算法中个体长度CL=20,群体大小PS=50,交叉概率PC=0.2,变异概率PM=0.01,算法准确度与遗传代数的关系图如图3所示,故选取遗传代数i=30,从各子代中选出随机频率与计算后过电压频率最相近的频率.利用Matlab计算此时频率约为1.08×105 Hz,钢轨-回流线的电阻为2.26 Ω,电感为8.78×10-4H.


本文编号：2970152