直流牵引供电系统的建模以及参数分析.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 19卷 第 1期 Vo1．19 NO．1 JournalofBeijingInstituteof 2011年 3月 M ar．2O11 Petro—chem icalTechnology 直流牵引供 电系统的建模 以及参数分析 张 勋 李夏青 (1．北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029；2．北京石油化工学院信息工程学院，北京 102617) 摘 要 建立正确的短路模 型并对其进行数学描述是研究地铁直流牵引供电系统保护的基 础 。在分析地铁运行期间牵 引供 电系统短路 电流 的衰减振荡波形时发现了电流上升率+ 电流增量保护 (地铁直流牵 引供 电系统主保护)短路模 型的缺 陷。结合二阶系统时域分析，建立 了地铁短路系统 的二 阶模型，并对模型进行 了数学分析 。仿真结果证 明该模型对地铁直流牵引供 电系统 电流上升率+电流 增量保护误动作的排除及其相关 问题 的研究具有十分重要 的意义 。 关 键 词 牵 引供 电系统 ；短路 电流 ；二阶系统 中图法分类号 TM77 随着我国城市化进程的加速，城市交通 日 间的相互配合关系，以保证在直流系统发生短 趋紧张。而地铁 因其快速、节能以及节省土地 路故障时能可靠地切除故障。 等特点在城市交通体 系中所处 的地位 日益显 (2)直流保护系统应保证在列车正常运行 著。由于地铁 系统采用的是直流供 电，所 以直 时不会误跳闸而影响列车运行 。 流牵引供电系统的保护对保证地铁牵引变电所 (3)直流保护系统应充分考虑某些特殊 的 安全可靠地 向列 车供 电起着极其重要的作用。 故障。 笔者针对大多数城市轨道交通网中普遍采用的 故实际运营中一般使用的配置方案如图 1 主保护即 di／dt—AI保护的不足 ，并结合二 阶 所示 。 系统时域分析相关知识对地铁馈线故障中出现 的衰减振荡的短路波形进行了建模分析。 1 地铁牵 引供 电系统直流馈 线 保护 1．1 保护原理 目前地铁牵引供电系统直流馈线主流保护 基本有以下几种u]：大电流脱扣保护、di／dt一△j 图 l 保护配置逻辑框图 保护 (电流上升率 电流增量保护)、定时限过流 保护、双边连跳保护、低电压保护、接触网热力过 1．2 电流上升率一电流增量保护 负荷保护和框架泄漏保护。很多文献在相关方 电流上升率一 电流增量保护 (di／dt—AI 面都进行过介绍，笔者在此不一一赘述 。为了满 保护)作为城市轨道交通 网中普遍采用的主保 足地铁直流馈线保护的快速性、可靠性 、选择性 护，是建立在 “一阶 RL电路”模型的基础上获 和灵敏性的要求，各保护之间要能合理地配合， 得 的，即列车瞬时起动 电流和故障电流都可近 直流保护系统应考虑下面几个主要因素 ： 似表示为指数 函数 ： (1)直流保护系统应充分考虑各种保护之 i— I(1一 P ) (1) 其中 为 电流最终 的稳态值，r为时 间常数。 收稿 日期 ：201010一l1 从式 (1)中可 以得出以下结论l2]： 6 北京石油化工学院学报