高速鐵路牽引饋線采用單相電纜相關(guān)問題研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，以及相關(guān)建設(shè)標準的不斷提高，牽引變電所與牽引網(wǎng)之間的傳統(tǒng)架空線路已逐步被單相饋線電纜所取代。一方面GIS開關(guān)柜的使用需要采用電纜進出線，另一方面電纜進出線在節(jié)省占地、布置美觀等方面比架空線更具有優(yōu)勢。而且隨著行車密度的加大，線路負荷也隨之增大，為了最大限度地滿足負荷增長和調(diào)度靈活性的要求，高速鐵路牽引變電所的饋線電纜經(jīng)常采用多根單相電纜并聯(lián)方式運行。牽引饋線采用單相電纜會引發(fā)一系列相關(guān)問題:首先并聯(lián)饋線電纜

2、電氣參數(shù)的計算精確度，關(guān)系著牽引網(wǎng)故障定位的準確度，故需要對并聯(lián)電纜的電氣參數(shù)進行研究;其次電纜饋線相對于傳統(tǒng)架空線路具有較大的電容，可能會導(dǎo)致線路上的過電壓超過規(guī)定的范圍;再次如果饋線電纜較長，將明顯改變牽引網(wǎng)固有諧振頻率，引發(fā)牽引供電系統(tǒng)高次諧振。本文針對上述問題進行了相關(guān)研究。
　　建立了單相電力電纜的精確計算模型，分別得出了單根電纜及多根電纜并聯(lián)運行方式下的串聯(lián)阻抗方程和并聯(lián)導(dǎo)納方程。考慮到電纜結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，本文采用了電纜

3、的回路模型，首先對電纜內(nèi)部各層分別進行建模，然后采用端部條件將回路參數(shù)方程中的各層回路電壓、回路電流轉(zhuǎn)換為對大地回路的電壓、電流，所得出串聯(lián)阻抗方程和并聯(lián)導(dǎo)納方程直觀且便于計算。對于多根電纜并聯(lián)的情況下，由于每根電纜的最外層回路存在電磁耦合，故多根電纜并聯(lián)的阻抗矩陣要將線路間互阻抗考慮進去。
　　利用ATP/EMTP仿真軟件建立了采用電纜饋線的AT供電系統(tǒng)仿真模型。并從理論和仿真兩方面分析了高速鐵路饋線電纜對牽引供電系統(tǒng)合閘過電壓

4、的影響。首先從理論上分析了過電壓的幅值、暫態(tài)持續(xù)時間、暫態(tài)振蕩頻率與線路參數(shù)的關(guān)系。然后利用仿真模型對比了AT供電系統(tǒng)饋線采用傳統(tǒng)架空線路與采用電纜線路，系統(tǒng)合閘暫態(tài)過電壓的差異，并研究了饋線電纜的并聯(lián)根數(shù)和電纜長度與系統(tǒng)合閘暫態(tài)過電壓之間關(guān)系。最后討論了限制合閘過電壓的措施，并通過仿真軟件驗證了各項措施的效果。
　　用簡化電路分析了牽引網(wǎng)發(fā)生高次諧波諧振的機理，闡明了諧振發(fā)生條件。結(jié)合電纜線路合閘后誘發(fā)諧振事故案例，基于現(xiàn)場測試