基于DCAT牵引供电系统的地铁杂散电流治理技术
发布时间：2021-09-29 23:15
随着城市化进程的加快,地铁系统得到迅速发展。在实际应用中,钢轨作为回流装置使得地铁系统在运行过程中普遍存在杂散电流问题,其影响地铁电气设备的正常运行并腐蚀周围的金属管线。因此研究基于直流自耦变压器（direct current auto-transformer,DCAT）牵引供电系统的地铁杂散电流治理方案具有重要意义。本文将从以下几个方面进行分析与研究:本文首先总结了国内外地铁杂散电流的研究现状,建立了地铁杂散电流分布模型,通过微元法确定其数学解析式并进行仿真研究。与此同时分析了地铁回流系统参数对杂散电流分布的影响,为杂散电流治理方案奠定理论基础。在上述模型的基础上,研究了用于治理杂散电流的DCAT牵引供电系统。分析DCAT系统的组成部分及工作原理,并推导DCAT系统杂散电流分布的数学模型。通过DCAT系统与现有系统的对比验证了 DCAT系统对杂散电流的治理有所成效。针对DCAT牵引供电系统的应用特点,提出DCAT变换器的拓扑结构及工作原理,并重点研究了 DCAT变换器电路参数的设计方法及其直流侧电容的均压效果。仿真结果表明DCAT变换器可以实现良好的电容均压效果及开关器件的零电流开通...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一地铁杂散电流示意图
１．２?国内外研究现状??随着地铁运营系统的逐渐完善，近年来，杂散电流腐蚀造成的问题在各个国家??地区均引起了高度重视。目前，国内外相关学者围绕地铁杂散电流问题进行了大??广泛的研究，研究方向主要集中在：杂散电流分布模型及特点；杂散电流防护措??施等内容。??１．２．１杂散电流分布模型的研究??目前对于地铁杂散电流分布模型的研宄方法主要分为两大类：解析计算法与??仿真法。解析计算法即通过数学推导出计算公式并应用ＭＡＴＬＡＢ等软件进行计算??析；仿真法即通过模拟仿真软件搭建地铁杂散电流三维等效模型，并在此基础上??进行杂散电流分布特点的研宄。??对于杂散电流的电路模型，地网回流系统由“钢轨－大地”结构扩展到“钢轨??
在实际的地铁系统中，多个牵引变电所一起为整条线路上运行中的列车供电，??而且运行的地铁列车负荷一直是时变的。与此同时，不同区域上的土壤条件、绝缘??条件等也不尽相同。所以要进行地铁杂散电流分布的精确理论推导是难以实现的，??需要对此问题进行合理简化。本章首先介绍地铁系统的组成部分，构建了理想条件??下地铁杂散电流分布模型，并通过微元法确定其数学解析式。然后以北京地铁亦庄??线路数据为例进行地铁列车不同运行工况下的轨道电位与杂散电流的仿真。??２．１地铁系统的组成??２．１．１地铁供电系统??城市轨道交通供电系统不仅为以地铁为代表的城市轨道电动列车提供牵引用??电，还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能。城市轨道供电系统主要包括??外部供电系统，牵引供电系统以及动力照明系统。其典型结构如图２－１所示。??城市电网发电厂
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J]. 赵昕,顾保南. 城市轨道交通研究. 2019(01)
[2]“十三五”城轨交通发展形势及未来发展趋势分析[J]. 包叙定. 都市快轨交通. 2018(01)
[3]多列车运行情况下的地铁杂散电流分析[J]. 梅进武,林国松. 电气化铁道. 2017(04)
[4]多区间多列车动态杂散电流建模分析[J]. 田涌. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[5]钢轨电位与杂散电流综合抑制研究[J]. 李国欣,吴培林,裴文龙. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[6]城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统[J]. 郑琼林,杨晓峰,游小杰. 都市快轨交通. 2016(03)
[7]地铁走行轨对地过渡电阻杂散电流分布的影响[J]. 蔡力,王建国,樊亚东,周蜜,龚孟荣,刘思雯. 高电压技术. 2015(11)
[8]城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J]. 李群湛. 西南交通大学学报. 2015(02)
[9]地铁常用隧道杂散电流场三维有限元模拟[J]. 王果,裴潇湘. 铁道科学与工程学报. 2014(06)
[10]地铁双边供电系统建模与仿真[J]. 杨阳,张士文,韩正之. 城市轨道交通研究. 2013(08)
博士论文
[1]城市轨道交通直流牵引回流系统防护技术研究[D]. 张栋梁.中国矿业大学 2012
[2]城市轨道交通直流牵引系统故障分析及若干问题的研究[D]. 孔玮.华北电力大学（北京） 2005
硕士论文
[1]城市轨道交通杂散电流分布特性及仿真研究[D]. 李嘉成.西南交通大学 2017
[2]基于CDEGS的地铁杂散电流仿真研究[D]. 于凯.西南交通大学 2015
[3]多列车运行下地铁杂散电流分布研究[D]. 汪佳.西南交通大学 2012
[4]直流牵引供电系统杂散电流分布与防护研究[D]. 周伟.西南交通大学 2007
本文编号：3414654
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一地铁杂散电流示意图
１．２?国内外研究现状??随着地铁运营系统的逐渐完善，近年来，杂散电流腐蚀造成的问题在各个国家??地区均引起了高度重视。目前，国内外相关学者围绕地铁杂散电流问题进行了大??广泛的研究，研究方向主要集中在：杂散电流分布模型及特点；杂散电流防护措??施等内容。??１．２．１杂散电流分布模型的研究??目前对于地铁杂散电流分布模型的研宄方法主要分为两大类：解析计算法与??仿真法。解析计算法即通过数学推导出计算公式并应用ＭＡＴＬＡＢ等软件进行计算??析；仿真法即通过模拟仿真软件搭建地铁杂散电流三维等效模型，并在此基础上??进行杂散电流分布特点的研宄。??对于杂散电流的电路模型，地网回流系统由“钢轨－大地”结构扩展到“钢轨??
在实际的地铁系统中，多个牵引变电所一起为整条线路上运行中的列车供电，??而且运行的地铁列车负荷一直是时变的。与此同时，不同区域上的土壤条件、绝缘??条件等也不尽相同。所以要进行地铁杂散电流分布的精确理论推导是难以实现的，??需要对此问题进行合理简化。本章首先介绍地铁系统的组成部分，构建了理想条件??下地铁杂散电流分布模型，并通过微元法确定其数学解析式。然后以北京地铁亦庄??线路数据为例进行地铁列车不同运行工况下的轨道电位与杂散电流的仿真。??２．１地铁系统的组成??２．１．１地铁供电系统??城市轨道交通供电系统不仅为以地铁为代表的城市轨道电动列车提供牵引用??电，还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能。城市轨道供电系统主要包括??外部供电系统，牵引供电系统以及动力照明系统。其典型结构如图２－１所示。??城市电网发电厂
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J]. 赵昕,顾保南. 城市轨道交通研究. 2019(01)
[2]“十三五”城轨交通发展形势及未来发展趋势分析[J]. 包叙定. 都市快轨交通. 2018(01)
[3]多列车运行情况下的地铁杂散电流分析[J]. 梅进武,林国松. 电气化铁道. 2017(04)
[4]多区间多列车动态杂散电流建模分析[J]. 田涌. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[5]钢轨电位与杂散电流综合抑制研究[J]. 李国欣,吴培林,裴文龙. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[6]城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统[J]. 郑琼林,杨晓峰,游小杰. 都市快轨交通. 2016(03)
[7]地铁走行轨对地过渡电阻杂散电流分布的影响[J]. 蔡力,王建国,樊亚东,周蜜,龚孟荣,刘思雯. 高电压技术. 2015(11)
[8]城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J]. 李群湛. 西南交通大学学报. 2015(02)
[9]地铁常用隧道杂散电流场三维有限元模拟[J]. 王果,裴潇湘. 铁道科学与工程学报. 2014(06)
[10]地铁双边供电系统建模与仿真[J]. 杨阳,张士文,韩正之. 城市轨道交通研究. 2013(08)
博士论文
[1]城市轨道交通直流牵引回流系统防护技术研究[D]. 张栋梁.中国矿业大学 2012
[2]城市轨道交通直流牵引系统故障分析及若干问题的研究[D]. 孔玮.华北电力大学（北京） 2005
硕士论文
[1]城市轨道交通杂散电流分布特性及仿真研究[D]. 李嘉成.西南交通大学 2017
[2]基于CDEGS的地铁杂散电流仿真研究[D]. 于凯.西南交通大学 2015
[3]多列车运行下地铁杂散电流分布研究[D]. 汪佳.西南交通大学 2012
[4]直流牵引供电系统杂散电流分布与防护研究[D]. 周伟.西南交通大学 2007
本文编号：3414654
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