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高速铁路牵引变电站接地系统分流特性
| 论文题名： | 高速铁路牵引变电站接地系统分流特性 |
| 关键词： | 高速铁路;牵引变电站;综合接地系统;工频分流特性;雷击暂态特性 |
| 摘要： | 高速铁路牵引变电站接地网连接铁路综合接地系统和进线避雷线即进线杆塔接地系统，变电站站内发生接地短路时工频电流的分流特性对接地安全至关重要。本文开展了高速铁路牵引变电站接地性能现场测试、牵引变电站接地网分流特性、综合接地系统分流特性、变电站进线避雷线分流特性以及雷击牵引变电站电源进线避雷线暂态特性等研究。 在深茂高铁江茂段沿线牵引变电站开展站内短路时的分流特性现场测试，并搭建分流特性数值计算模型，包括变电站接地网、综合接地系统和进线杆塔接地系统。现场测试结果和数值计算结果良好吻合，验证了数值计算模型和方法的正确性。 建立模型计算牵引变电站接地网和综合接地系统的分流系数，发现分流系数随土壤电阻率增加而不断减小，下降速率不断减小。当变电站地网连接进线杆塔接地系统后，分流系数均有明显下降，分流系数不受站内短路电流大小影响。变电站两路进线杆塔接地系统对分流系数影响较小，杆塔超过4～6基后分流系数基本保持不变。 对铁路贯通地线、回流线和钢轨的电位以及贯通地线线电流密度开展计算，发现电位升和线电流密度在变电站与综合接地系统连接处达最大值，向两侧递减。钢轨电位分布呈锯齿状波动分布，递减速率与土壤电阻率有关。站内短路电流越大，电位和线电流密度分布越“尖锐”。综合接地系统上距与变电站连接点距离超过3000m后，电位升和线电流密度基本保持不变。 建立牵引变电站接地网连接进线杆塔接地系统计算模型，对杆塔接地系统的分流特性和雷击暂态特性开展计算。杆塔接地系统分流系数受土壤电阻率影响很小，土壤电阻率为100Ω·m～5000Ω·m时保持在20.68%～23.68%之间。杆塔接地系统电流有效散流杆塔基数为12～14基，杆塔基数超过4～6基后杆塔接地装置电位升降至极小值并基本保持不变。雷击进线避雷线时，变电站接地网和综合接地系统电位升均发生不同程度的振荡和波动，雷击点距变电站越远，电位升随时间变化波形越平缓，电位升峰值越小，到达峰值时刻越滞后。 本文部分研究内容和结果已成功应用于深茂高铁江茂段牵引变电站接地安全交接验收，深茂高铁江茂段现已通车投运，各牵引变电站接地系统安全稳定运行。 |
| 作者： | 郭星 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 樊亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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