牵引供电系统的建模与仿真
随着地铁交通在城市交通体系中所处地位的日益提高，保证地铁的安全稳定运行已成为人们关注和研究的热点，而作为其重要环节，牵引供电系统的研究更成为了重中之重。地铁牵引供电系统采用馈线保护方式，主要包括：大电流脱扣保护、电流增量保护、电流变化率di/dt保护以及双边联跳保护，通过上述保护方式，防止接触线上的短路和过负荷现象的发生，并在故障发生后迅速、可靠地切除故障，以保证列车、设备和旅客的安全。其中电流变化率di/dt保护是地铁供电系统中常用的保护方式，它建立在对电流上升的动态过程进行监测的基础上，认为当短路故障发生时，其短路电流上升率会较列车启动电流上升率高，且按指数规律变化。然而从地铁故障录波得到的众多故障波形看，故障电流均存在幅值很高的冲击电流而后振荡衰减的特点。表明di/dt保护方式假设的故障电流按指数规律变化的特点与实际情况不符。因此有必要认真分析地铁供电系统特性，建立地铁供电系统的电磁暂态仿真模型，为继电保护设备的研究和性能检验提供依据。本文基于PSCAD对地铁牵引供电系统以及线路和车辆进行建模，并通过改变参数，进行各种故障情况下馈线电流的仿真。主要研究内容如下：
⑴分析了牵引供电系统交流侧的特性，对整流器输出端出口短路情况下做了适当简化，得到了出口短路电流包络线解析式；
⑵利用出口短路电流包络解析式，对传统电压源模型进行了一定的修正；
⑶利用PSCAD分别建立了整流变压系统、线路、车辆模型，并设置适当参数进行仿真，得到了牵引供电系统正常运行以各种故障情况下的电流波形；
⑷利用地铁故障录波仪记录的馈线电流波形对仿真结果进行了验证。结果表明，利用本仿真模型能准确产生与地铁故障录波吻合一致的仿真波形，并能对多种形式的短路故障进行仿真分析，为地铁继电保护设备的研究和性能检验提供了重要的平台。
城市地铁;地铁供电;继电保护;计算机技术
北京化工大学
硕士
计算机应用技术
李夏青
2009
中文
U231.8;TM769
65
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）