[发明专利]轨道交通迷流模拟系统

说明书

本发明属于电气化轨道交通和电力电子变流器技术领域，具体涉及一种轨道交通迷流模拟系统，包括：电流源、第一电压源、第二电压源、第一双向调压控阻模块、第二双向调压控阻模块、至少1个区间选择模块、区间选择末端模块、第一接地模块和第二接地模块。电流源用以模拟列车，电压源用以模拟牵引变电所，通过控制双向调压控阻模块的等效输出电阻，以及区间选择模块和区间选择末端模块中开关的通断，控制电流源在两个电压源之间的位置，实现列车位于供电区间内不同位置处的迷流模拟。本发明具有模拟列车运行工况多样、接地方式全面、迷流测试点位置固定等优点。

技术领域

本发明涉及电气化轨道交通和电力电子变流器技术领域，具体说是一种轨道交通迷流模拟系统。

背景技术

世界各国电气化城市轨道交通(包括地铁和轻轨等)系统，均广泛采用直流供电方式，走行轨不仅用于列车运行，还作为回流线使用。因为走行轨与道床之间不可能完全绝缘，所以一部分牵引电流会通过走行轨泄露进入道床，泄漏电流经过道床整体结构钢筋、隧道结构钢筋以及地下埋设金属管线等介质重新流入走行轨，这部分电流称为迷流，又称作杂散电流。迷流会对走行轨、道床整体结构钢筋、隧道结构钢筋以及地下埋设金属管线造成电化学腐蚀，进而影响城轨交通系统周围基础设施的使用寿命和使用安全。

轨道交通迷流模拟系统相比于迷流实地测量具有还原度高、价格低廉以及安全可靠的特点，成为杂散迷流研究的重要工具和手段。传统轨道交通迷流模拟系统由多个不同的电力电子变流器组成，不同的电力电子变流器分别对应走行轨纵向电阻以及走行轨对地电阻。通过改变列车左右两侧电力电子变流器的等效输出电阻，模拟列车在整个供电区间上运行，进而完成列车运行时的迷流测量。但传统轨道交通迷流模拟系统因为自身设计的缺陷，存在以下几个技术问题：

(1)采用的电力电子变流器只能使列车电流从变流器的一侧流入，当牵引电流方向改变时，变流器将不能工作。因为列车在不同工况下运行时，牵引电流的方向不同，所以传统轨道交通迷流模拟系统只能模拟列车单一运行工况下的迷流，不能模拟列车多工况运行下的迷流。

(2)采用的走行轨对地电阻随列车运行位置的改变，电阻值同时发生变化，迷流测量点随列车运行位置的改变而改变。这与迷流实地测量时测量点位置相对固定不符。

(3)牵引变电所负极接地方式单一，只考虑了二极管接地这一种情形，不能模拟牵引变电所负极直接接地、不接地以及双向接地方式下的迷流。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种轨道交通迷流模拟系统，改变电力电子变流器的拓扑结构，使列车电流能够从变流器两侧流入，完成列车多工况运行下的迷流模拟，具体技术方案如下：

一种轨道交通迷流模拟系统，包括电流源1、第一电压源2、第二电压源3、第一双向调压控阻模块4、第二双向调压控阻模块5、至少1个区间选择模块6、区间选择末端模块7、第一接地模块8和第二接地模块9；

所述电流源1为电流幅值和方向可变的交流电流源，所述电流源 1的电流幅值由列车运行加速度、牵引变电所电压、列车重量以及轮轨摩擦力决定；电流源1的电流方向由列车运行工况决定；所述电流源1用于模拟列车电流；

所述第一电压源2的正极端21与电流源1的负极端11连接，第一电压源2的负极端22与第一接地模块8的端子81连接，所述第一电压源2用于模拟供电区间左侧牵引变电所；

所述第二电压源3的正极端31与电流源1的负极端11连接，第二电压源3的负极端32与第二接地模块9的端子91连接，所述第二电压源3用于模拟供电区间右侧牵引变电所；

所述第一电压源2和第二电压源3均为直流电压源，所述直流电压源的电压幅值由模拟轨道交通系统的牵引变电所电压决定；