[发明专利]混合电源模式双边供电系统电气化铁路短路电流计算方法

说明书

混合电源模式双边供电系统电气化铁路短路电流计算方法，针对目前常用的Vv接线牵引变压器可精确计算系统短路电流。根据电气化铁路混合电源模式双边供电系统牵引侧短路网络图，计算并分析牵引侧短路时短路点电流；根据电气化铁路混合电源模式双边供电系统进线电源侧短路网络图，分析短路点电流为主故障回路和非主故障回路电流矢量和；根据非主故障回路短路阻抗特性和电流向量关系分析计算短路电流；根据主故障回路特性分别计算单相接地短路、两相短路、两相接地短路情况下的短路电流；最后计算进线电源侧单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路时短路点电流。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电系统，特别涉及一种混合电源模式双边供电系统下的电气化铁路短路电流计算方法。

背景技术

对于电气化铁路牵引供电系统，从牵引负荷能量来源划分，可分为单边供电方式和双边供电方式。与单边供电方式相比，双边供电方式是指单个方向牵引网同时由相邻两座牵引变电所供电，相邻供电臂间不需要设置电分相进行电气隔离，此时牵引列车负荷能同时通过相邻两座牵引变电所获取电能。双边供电方式取消了相邻供电臂接触网上电分相，一方面改善了列车运行条件，避免了列车通过电分相无电区产生的功率损失和速度损失，另一方面改善了牵引网中电流分布，减少了牵引网电压和电能损失，提高了牵引供电系统供电能力。但是，采用双边供电方式，由于在27.5kV侧形成相邻电力系统间的环型供电网络，将在两相邻引变电所供电的外部电力系统间产生环流，此外，双边供电方式牵引供电系统结构、继电保护和自动化装置均较为复杂。

我国电气化铁路牵引供电系统采用公共电网供电，牵引负荷作为公用电网负荷的一部分以专用线路供电、单相负荷方式独立运行，牵引供电系统不承担铁路以外地方供电负荷，牵引变压器普遍采用Vv或单相接线，牵引网采用单边供电方式，因此我国整个系统为混合(公用电网为三相、牵引网络为单相)电源模式单边供电方式，基于我国电气化铁路现有总体供电体系构成，我国牵引网采用双边供电方式，将采用有别于德国和俄罗斯的混合(公用电网为三相、牵引网络为单相)电源模式双边供电系统。

对于混合电源模式(公用电网为三相、牵引网络为单相)双边供电系统，电气上对公用电网有可能造成较大影响，公用电网重点关注的问题是双边供电导致的系统环流和双边供电下的短路电流的电气特性。正常运行时存在的系统环流，在发生短路时，也将构成短路电流的一部分，因此，系统环流的计算也是短路电流计算的一部分内容。随着我国电气化铁路技术的发展，大坡道高标准重负荷电气化铁路开始在西部山区修建，这些项目普遍面临电分相对行车影响较大、设置非常困难，牵引负荷较重、外部电源较为薄弱等特点，为此，结合我国电气化铁路牵引供电系统特点，开展交流双边供电技术的研究和应用显得越发必要和紧迫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混合电源模式双边供电系统电气化铁路短路电流计算方法，针对目前常用的Vv接线牵引变压器可精确计算系统短路电流，在此基础上可以进一步研究不同接线方式短路电流计算和整定保护配置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的混合电源模式双边供电系统电气化铁路短路电流计算方法，其特征是：根据电气化铁路混合电源模式双边供电系统牵引侧短路网络图，计算并分析牵引侧短路时短路点电流；根据电气化铁路混合电源模式双边供电系统进线电源侧短路网络图，分析短路点电流为主故障回路和非主故障回路电流矢量和；根据非主故障回路短路阻抗特性和电流向量关系分析计算短路电流；根据主故障回路特性分别计算单相接地短路、两相短路、两相接地短路情况下的短路电流；最后计算进线电源侧单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路时短路点电流；

所述混合电源模式双边供电系统是公用电网为三相、牵引网络为单相的双边供电系统；

所述主故障回路为由电力系统侧在牵引变电所高压侧产生短路电流的故障回路，所述非主故障回路为流经牵引供电系统由另一相邻牵引变电所作为电源产生短路电流的故障回路。

本发明具体包括如下步骤：