基于地铁杂散电流动态地电场的城区主变直流偏磁风险分析
发布时间：2021-01-03 20:25
地铁作为城市轨道交通系统的重要组成部分,近年来发展极为迅速,然而由于地铁钢轨对地做不到完全绝缘,使得地铁杂散电流产生并带来相应的电势差,城区主要变压器在非常规状态下工作,出现直流偏磁,无法保证电力平稳无危险的运行,研究地铁运行产生的地电场分布及其造成的城区主变直流偏磁风险可为防治变压器故障提供有用参考。因此,构建了地铁杂散电流作用下、考虑多种机车运行工况的地电场动态模型,并据此提出了城区主变直流偏磁风险评估方法。论文主要工作介绍:首先,基于地铁杂散电流的微等效模型,建立不同工作状态的杂散电流地电场动态模型,研究了杂散电流的分布规律与特征,并对钢轨纵向电阻、列车牵引电流大小、轨-地过渡电阻、供电距离和排流网等影响因素的作用情况进行了分析。其次,利用ANSYS软件平台,搭建了杂散电流的空间运动模型,及其在不同工作状态下的杂散电流地电场动态模型;考虑钢轨纵向电阻、列车牵引电流、轨-地过渡电阻、供电距离和排流网是否排流影响因素,对地电场的变化规律进行了研究;并以新疆乌鲁木齐地铁为例,计算并仿真了杂散电流感应地电场,与城区变电站直流偏磁实测数据相比,验证了模型的正确性。最后,基于上述计算结果,提...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地铁杂散电流形成示意图
2地铁杂散电流作用下地电场动态模型及影响因素9地铁供电的系统作为机车以及所有设备的动力供应系统，其具体组成为外部高压供电系统和内部的低压供电系统，外围供电系统一般为城市电网，内部低压系统则包括牵引供电系统和动力照明供电系统，如图2.2所示。图2.2地铁供电系统示意图220kV城区变电站变压器多采用中性点直接接地方式工作，若车站里面有多个220kV变压器，其中必然会存在一台处于中性接地状态。地铁工作时流出的杂散电流会通过地输进接地的变压器绕组之中，从而导致变压器有直流偏磁的问题。地铁的杂散电流经过地输进中性点接地的变压器的原理见图2.3，地铁工作期间损失掉的电流进入土壤中未排流装置收集到杂散电流有一部分流入大地，经过地下土壤或金属管线等，最终经变电站接地网进入中性点接地的变压器A中；电流流过变压器A绕组以后，可通过输电系统输入进其他变电站的中性点接地的变压器B，最后，变压器B的接地中性点会将损失到地的电流传输回牵引变电系统负极。因为杂散电流为直流形式，所以当其输入进其变压器绕组，其会存在直流偏磁的问题。
西安科技大学全日制工程硕士学位论文10图2.3地铁杂散电流进入交流系统示意图2.2地铁杂散电流分布模型2.2.1单边供电方式下双列车杂散电流分布分析单边供电方式下双列车杂散电流分布采劝钢轨-大地”二层经典模型，示意图如图2.4所示。图2.4单边供电双列车运行方式下杂散电流分布示意图可以进行以下假设：（1）钢轨的纵向电阻以及过渡电阻均匀排列；（2）钢轨经过渡电阻后直接与大地相连；（3）除了钢轨的泄漏电流，接触网（轨）的泄漏电流忽略不计。车身的电流I在A、B点分成两个部分，其一作为区间内钢轨的电流TI，另一作为区间外的回流gI，因为该部分的电流必须由地返回变电系统，所以可将其视为杂散电流。因此设：L——负荷点B距牵引变电所的距离（km）；1LL——负荷点A与牵引变电系统的距离（km）；
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种电网直流偏磁风险的量化评价方法[J]. 王玲,徐柏榆,马明,李嘉思,刘曳君,潘卓洪. 广东电力. 2019(04)
[2]关于地铁杂散电流引起的变压器直流偏磁的分析与研究[J]. 彭平,周卫华,谢耀恒,刘赟,吴晓文,毛文奇. 变压器. 2017(11)
[3]地铁杂散电流动态分布模型研究[J]. 张栋梁,刘娟,谢业华,黄开,刘振. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[4]城市地区主变直流偏磁研究与处理[J]. 蔡茂,李佳,彭卿,朱磊,彭平. 电气自动化. 2017(01)
[5]交流电网主动防御直流偏磁体系[J]. 徐碧川,文习山,张露,潘卓洪,陈文广,魏健. 中国电力. 2016 (02)
[6]直流偏磁对深圳电网主变压器的影响及抑制措施的研究[J]. 章彬,黄炜昭,陈潇. 陕西电力. 2014(12)
[7]基于CDEGS的地铁杂散电流仿真研究[J]. 于凯,朱峰,刘光辉,苟江川. 电气化铁道. 2014(06)
[8]天中直流工程入地电流对新疆哈密地区交流电网的影响[J]. 于永军,杨琪,侯志远,文习山,祁晓笑,王亮. 电网技术. 2014(08)
[9]多电压等级电网的GIC-Benchmark建模方法[J]. 郑宽,刘连光,David H.Boteler,Risto J.Pirjola. 中国电机工程学报. 2013(16)
[10]城市轨道交通设施杂散电流的防护[J]. 秦峰,朱祥连,奚杰,姚健. 机电工程. 2013(01)
博士论文
[1]地铁杂散电流分布规律及腐蚀智能监测方法研究[D]. 王禹桥.中国矿业大学 2012
[2]中低纬电网地磁感应电流及其评估方法研究[D]. 刘春明.华北电力大学（北京） 2009
[3]电网设备直流偏磁影响检测分析与抑制[D]. 蒯狄正.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]城市轨道交通杂散电流研究[D]. 庞原冰.西南交通大学 2008
[2]直流牵引供电系统中杂散电流防护方案研究与设计[D]. 徐光强.西南交通大学 2003
本文编号：2955434
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地铁杂散电流形成示意图
2地铁杂散电流作用下地电场动态模型及影响因素9地铁供电的系统作为机车以及所有设备的动力供应系统，其具体组成为外部高压供电系统和内部的低压供电系统，外围供电系统一般为城市电网，内部低压系统则包括牵引供电系统和动力照明供电系统，如图2.2所示。图2.2地铁供电系统示意图220kV城区变电站变压器多采用中性点直接接地方式工作，若车站里面有多个220kV变压器，其中必然会存在一台处于中性接地状态。地铁工作时流出的杂散电流会通过地输进接地的变压器绕组之中，从而导致变压器有直流偏磁的问题。地铁的杂散电流经过地输进中性点接地的变压器的原理见图2.3，地铁工作期间损失掉的电流进入土壤中未排流装置收集到杂散电流有一部分流入大地，经过地下土壤或金属管线等，最终经变电站接地网进入中性点接地的变压器A中；电流流过变压器A绕组以后，可通过输电系统输入进其他变电站的中性点接地的变压器B，最后，变压器B的接地中性点会将损失到地的电流传输回牵引变电系统负极。因为杂散电流为直流形式，所以当其输入进其变压器绕组，其会存在直流偏磁的问题。
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【参考文献】：
期刊论文
[1]一种电网直流偏磁风险的量化评价方法[J]. 王玲,徐柏榆,马明,李嘉思,刘曳君,潘卓洪. 广东电力. 2019(04)
[2]关于地铁杂散电流引起的变压器直流偏磁的分析与研究[J]. 彭平,周卫华,谢耀恒,刘赟,吴晓文,毛文奇. 变压器. 2017(11)
[3]地铁杂散电流动态分布模型研究[J]. 张栋梁,刘娟,谢业华,黄开,刘振. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[4]城市地区主变直流偏磁研究与处理[J]. 蔡茂,李佳,彭卿,朱磊,彭平. 电气自动化. 2017(01)
[5]交流电网主动防御直流偏磁体系[J]. 徐碧川,文习山,张露,潘卓洪,陈文广,魏健. 中国电力. 2016 (02)
[6]直流偏磁对深圳电网主变压器的影响及抑制措施的研究[J]. 章彬,黄炜昭,陈潇. 陕西电力. 2014(12)
[7]基于CDEGS的地铁杂散电流仿真研究[J]. 于凯,朱峰,刘光辉,苟江川. 电气化铁道. 2014(06)
[8]天中直流工程入地电流对新疆哈密地区交流电网的影响[J]. 于永军,杨琪,侯志远,文习山,祁晓笑,王亮. 电网技术. 2014(08)
[9]多电压等级电网的GIC-Benchmark建模方法[J]. 郑宽,刘连光,David H.Boteler,Risto J.Pirjola. 中国电机工程学报. 2013(16)
[10]城市轨道交通设施杂散电流的防护[J]. 秦峰,朱祥连,奚杰,姚健. 机电工程. 2013(01)
博士论文
[1]地铁杂散电流分布规律及腐蚀智能监测方法研究[D]. 王禹桥.中国矿业大学 2012
[2]中低纬电网地磁感应电流及其评估方法研究[D]. 刘春明.华北电力大学（北京） 2009
[3]电网设备直流偏磁影响检测分析与抑制[D]. 蒯狄正.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]城市轨道交通杂散电流研究[D]. 庞原冰.西南交通大学 2008
[2]直流牵引供电系统中杂散电流防护方案研究与设计[D]. 徐光强.西南交通大学 2003
本文编号：2955434
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