[发明专利]一种电气化铁路贯通供电系统的等效方法

权利要求书

1.一种电气化铁路贯通供电系统的等效方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定高压供电线路等值电路，根据两相高压供电线路之间存在的电气耦合关系，结合电路二端口理论，对其进行等值变换；

S2、确定牵引网等值电路，根据接触网-钢轨供电网络图，结合Carson理论简化牵引网电路结构，计算等效牵引网基本参数；

S3、确定整个贯通供电系统等值电路，根据贯通供电系统供电结构，结合步骤S1、步骤S2所得部分网络等值电路，搭建简化后的贯通供电系统等值电路；

S4、贯通供电系统等值电路等效变换，根据贯通供电系统下的环网供电结构，在外部电源与贯通供电系统的接入点处，运用分裂电势法，将复杂贯通供电系统环网供电结构转换成两端供电网络结构，并确定功率分点位置，进一步将两端供电网络转变成两个开式供电网络。

2.如权利要求1所述的一种电气化铁路贯通供电系统的等效方法，其特征在于，所述步骤S1的具体方法为：

定义第一牵引变电所和第二牵引变电所间通过高压供电线路连接，同时定义第一牵引变电所与高压供电线路连接的两个端口分别为A点和B点，第二牵引变电所与高压供电线路连接的两个端口分别为C点和D点，高压供电线路分为高压输电线路和高压回流线路，定义电流由A点流向C点，两相线路基本参数相同，构建单位长度高压输电线路-回流线路电路模型，对电路模型列写KVL电压方程：

其中，为A点电位，为B点电位，为C点电位，为D点电位，为A点输入电流，为C点输出电流，为A、B两端口电压，为C、D两端口电压，Y_Z为单相高压供电线路对地自导纳，Z_Z为单相高压供电线路等值自阻抗，求解后得到端口电压电流关系表达式：

根据二端口网络理论将Y参数电路模型采用T参数描述端口的外特性：

其中，det(Y_ZZ)表示Y_ZZ参数矩阵的行列式；

当高压供电线路为架空线时，需考虑两相线路间互导纳Y_ZM，单位长度架空线T参数矩阵T_ZZ-O：

当高压供电线路为电缆时，由于电缆屏蔽层作用，两相电缆间不存在互容，单位长度电缆T参数矩阵T_ZZ-C＝T_ZZ；

可得单位长度高压供电线路T参数矩阵T′_ZZ：

根据指定线路长度L km进行T参数二端口级联，级联后得到整条高压供电线路T参数矩阵

根据T参数矩阵与π型等值电路的关系，将高压供电线路进一步转化为π型等值电路模型：

其中，表示参数矩阵的行列式。

3.如权利要求2所述的一种电气化铁路贯通供电系统的等效方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法为：

根据Carson理论确定等效牵引网单位长阻抗z_C：

其中，z_T为接触网-地回路单位长阻抗，z_R为钢轨-地回路单位长阻抗，z_TR为接触网-地回路和钢轨-地回路间单位长互阻抗；

在得到等效牵引网单位长阻抗的基础上，考虑等效牵引网线路的单位对地电容C_C：

C_C＝C_T+C_TR

其中，C_T为接触线单位长度对地电容，C_TR为接触网和钢轨之间单位长度互电容；

根据指定牵引网长度l₁km，计算对应牵引网阻抗Z_C、导纳Y_C：

其中，f为50Hz工频。