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地铁牵引供电系统建模及其对公共电网影响的研究
| 论文题名： | 地铁牵引供电系统建模及其对公共电网影响的研究 |
| 关键词： | 地铁牵引供电系统;谐波;容性电流;无功补偿;谐振过电压;杂散电流 |
| 摘要： | 地铁城市轨道交通的快速建设，一方面推动了城市的发展，另一方面加速了社会经济的发展，地铁牵引供电给公共电网带来的影响受到高度的关注。地铁牵引系统采用直流牵引，具有波动性强、系统谐波含量丰富、电缆容性电流大等特点，另外，地铁系统处于人口密集的城市之中，公共电网一旦造成事故有可能对整个城市的电力供应和社会稳定带来很大的影响。为防患于未然，需要提前做出系统的理论分析并做出相应的预防性措施，从而减少电流谐波、谐振过电压、电缆容性电流及杂散电流等对电力系统的危害，提高电网的电能质量及供电可靠性和稳定性，消除地铁对电网造成事故的潜在隐患。因此本论文主要以仿真计算结合实例研究分析地铁牵引供电系统对公共电网的影响。 利用Matlab/simulink构建了24脉波整流器和地铁电力机车仿真分析模型。分析了系统中直流侧、变压器绕组以及交流侧的谐波特征。运行结果表明，仿真系统能够真实反映整流器和机车的实际工作情况。 以即将投运的西安地铁二号线为分析算例，应用实际设计参数，联合电网和地铁牵引供电系统计算了白天高峰期负荷运行和夜间低谷期负荷运行谐波注入情况，评估了不同负荷期谐波危害，基于PCC点谐波标准和地铁运行特点，本文提出了具体的谐波治理方案，仿真验证了该方案的正确性。仿真表明35kV母线上装设无源高压滤波器，可以达到较好的谐波治理效果。 计算了工频和单相故障条件下电缆的容性电流，利用谐振回路等效原理，研究了电缆容性电流与谐振的关系，计算了线路末端并联电抗器的容量，利用安装并联电抗器的方法抑制谐振过电压的产生。利用仿真模型，分析了负荷变化、短路容量对系统电能质量、电压波动和PCC点功率因素的冲击，评估其对公共电网影响。 最后，利用CDEGS软件以西安地铁设计参数，对地铁杂散电流电路等效，并建立钢轨、排流网、埋地输电电缆模型，系统研究了钢轨电位分布情况、杂散电流分布特征和埋地电缆屏蔽层的电位分布规律等，提出了埋地电缆防腐蚀措施。 本文的研究成果可为地铁牵引供电系统接入电网提供了理论依据。同时，为地铁的规划建设和设计奠定了良好的基础。 |
| 作者： | 艾兵 |
| 专业： | 高电压与绝缘技术 |
| 导师： | 吴广宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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