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地铁直流供电系统模型及直流短路分析

作　者: 肖涛古
导　师: 王克英; 庞开阳
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 城市轨道交通 牵引供电 直流短路 24脉波整流机组
分类号: TM922.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近年来作为城市交通的重要组成部分的轨道交通在国内得到了大力发展，直流牵引供电系统的可靠运行对于轨道交通的安全运营至关重要，所以开展对直流供电系统的相关研究具有十分重要的意义。直流牵引供电系统是地铁供电系统的的重要环节，文章对直流牵引供电系统进行详细的介绍，特别介绍最新型的等效48脉波整流机组工作原理。分析地铁24脉波整流机组的工作原理及多段线性外特性模型，用理想电压源内阻的戴维南等效电路代替直流牵引变电所建立数学模型。并通过广州地铁六号线现场测试24脉波整流机组外特性来验证该模型的准确性。在直流牵引供电系统的短路模型下进行短路分析，并推导短路时短路电流、钢轨电位及杂散电流的计算公式，通过对短路电流计算公式的分析得知短路故障初期电流上升率最大，随着时间延长，电流上升率按照指数函数规律衰减，最终衰减为零。而且，电流上升率最大值与线路电感成反比，短路点越接近接触网末端，电流上升率越小。通过对短路时钢轨电位的计算公式的分析得知正常情况下钢轨对地电位以短路区间一半处对称分布。详细介绍直流牵引供电系统的保护配置原理，结合广州地铁工程实际，对地铁五号线牵引供电系统现场进行相关短路试验验证相关保护配置的准确性，同时结合五号线短路故障实例对现有的继保装置的直流定值进行了匹配性分析。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-11
  1.1 研究意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 本文所做的工作  10-11
第二章 地铁供电系统的组成和运行控制  11-28
  2.1 地铁供电系统的组成  11-12
  2.2 地铁变电所分类及其运行方式  12-14
    2.2.1 地铁变电所的分类  12-13
    2.2.2 变电所的运行方式  13-14
  2.3 交流中压环网系统  14-15
  2.4 地铁变电所主要设备  15-17
  2.5 地铁电力监控  17-19
    2.5.1 电力监控系统基本组成与功能  17-18
    2.5.2 监控的基本内容  18-19
  2.6 地铁直流牵引供电系统  19-27
    2.6.1 直流牵引供电系统组成  19-20
    2.6.2 直流牵引供电系统技术要求  20-21
    2.6.3 直流牵引供电系统运行方式  21
    2.6.4 牵引变电所整流机组  21-27
  2.7 本章小结  27-28
第三章 直流牵引供电系统数学模型  28-40
  3.1 整流机组的外特性  28-32
    3.1.1 6脉波整流机组  28-29
    3.1.2 12 脉波整流机组  29-32
  3.2 12 脉波外特性计算实例  32-33
  3.3 2200KW整流机组现场联调试验  33-39
    3.3.1 现场测试整流机组参数  33-34
    3.3.2 现场测试项目  34-35
    3.3.3 测试结果分析  35-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章 直流牵引供电系统短路分析  40-47
  4.1 直流牵引供电系统故障分析  40-42
    4.1.1 直流牵引供电系统故障原因分析  40
    4.1.2 直流牵引供电系统故障电流分析  40-42
  4.2 直流牵引供电系统短路时刚轨电位分析  42-45
    4.2.1 钢轨电位限制装置工作原理  43-44
    4.2.2 钢轨对地电位升高的主要因素  44
    4.2.3 短路故障时轨电位值推导过程  44-45
  4.3 本章小结  45-47
第五章 直流牵引供电系统的保护  47-68
  5.1 直流牵引供电系统的保护配置原理  47-54
    5.1.1 直流开关保护原理  47-51
    5.1.2 直流馈线开关保护整定原则  51-54
  5.2 直流供电系统短路试验  54-63
    5.2.1 短路试验方案  54-56
    5.2.2 短路仿真分析  56-58
    5.2.3 短路试验实测结果分析  58-63
  5.3 直流牵引供电系统短路故障实例分析  63-67
    5.3.1 事件经过和变电所设备动作情况  63-65
    5.3.2 馈线开关及轨电位装置动作合理性分析  65-67
  5.4 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-71
攻读硕士期间发表的论文  71-72
致谢  72-73
附件  73

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力牵引 > 牵引供电系统
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