[发明专利]一种计及弓网二次燃弧影响的高铁车-网模型建立方法

摘要

本发明提出了一种计及弓网二次燃弧影响的高铁车‑网模型建立方法，其步骤包括：1)推导牵引网单位长度链式集总π型网络矩阵参数，建立牵引网单位长度集总π型链式参数模型；2)针对CRH2动车组，建立包括车顶高压电缆、车体、接地系统三个部分的动车组回流回路模型；3)结合动车组实际运行过程中车体、钢轨、牵引网三者间相对位置分布及电气参数关系；4)建立实际动车组运行工况下二次燃弧影响的车‑网分析模型。本发明所建立的模型更有效分析弓网多次燃弧对整个牵引供电回路的电气影响，同时也可推广用于牵引供电系统中其它运行工况如过分相，列车出站、进站等建模及其对整个电力系统影响的研究。

主权项

1.一种计及弓网二次燃弧影响的高铁车‑网模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立牵引网链参数模型步骤1.1：基于MTL理论思想，对于n+1导体构成的多导体传输线，建立MTL矩阵形式方程，由传输线始端z＝0处、终端处约束关系，得传输线两端n个电压V(0)、n个电流I(0)相量与n个电压n个电流相量间关系式：式中，为MTL的链参数矩阵；V、I均为n×1列向量，分别为n个传输导线上的电压、电流；上式各子阵计算结果为：式中，Z、Y均为n×n矩阵，分别为n个传输导体单位长度阻抗、导纳矩阵，且均为对称矩阵；分别为链参数矩阵的特征阻抗矩阵、特征导纳矩阵；步骤1.2：采用广义戴维南等效定理，将2n端口等效为集总π型结构，根据集总π型结构端口对应电路拓扑，推导单位长度的n+1个多导体集总π型结构电路中链式参数矩阵为：步骤1.3：根据我国250km/h运营速度的高铁AT牵引网线路安装数据，结合复镜像法对牵引网上下行各导线单位长度阻抗矩阵、导纳矩阵进行计算，代入上式(2)、式(3)，得到单位长度牵引网MTL链式集总π型网络模型；步骤2：根据CRH2动车组结构及接地系统设置，建立包括车顶高压电缆、车体、接地系统三个部分的CRH2动车组接地回流回路模型；已建立的动车组模型，泄流轮对分布于2、3、6、7号车体，每个车体前后泄流轮对等效为前后两个等效泄流点，即每个车体与钢轨有效接触点为2，CRH2动车组通过8个等效点与钢轨连接；步骤3：8个等效泄流点位置分布分别为：17.5m‑7.5m‑17.5m‑57.5m‑17.5m‑7.5m‑17.5m；根据步骤1中牵引网链式参数模型计算方法，分别计算17.5m、7.5m、57.5m、1km四种长度下牵引网链参数矩阵；假设变电所至AT所或分区所间距为L km，则由上述4种长度牵引网链参数矩阵，建立a km‑142.5m–b km牵引网链式模块共同组成的牵引网链式参数模型，其中，a＝1,2,3…，b＝1,2,3…，a代表列车运行于距变电所a处发生弓网燃弧位置；将CRH2动车组8个不同等效泄流点与钢轨相连接，受电弓与接触线连接，建立实际动车组运行工况下的车‑网分析模型；步骤4：将一次电弧模型先接入受电弓与接触网，等一次熄弧后再次接入电弧模型，采用上述模型分析二次燃弧对牵引网及动车组影响，依次推理，得到多次燃弧下整个牵引供电回路电气变化。