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1、高速鐵路牽引供電系統(tǒng)等值電路與短路計算魏光摘要：針對高速電氣化鐵道，考慮電力系統(tǒng)阻抗、牽引變壓器阻抗、牽引網(wǎng)阻抗及自耦變壓器漏抗等因素，提出了基于V,x接線變壓器的AT牽引供電系統(tǒng)等值電路，并依此給出了短路電流計算公式，為電鐵設(shè)計及現(xiàn)場配合計算提供理論基礎(chǔ)。基于Matlab/Simulink和LabVIEW的仿真計算驗證了模型的可行性，與實測數(shù)據(jù)的對比分析驗證了模型的正確性。關(guān)鍵詞：等值電路；短路計算；AT牽引供電系統(tǒng)；V,x接線Abstract:Forhigh-speedelectrifiedrailway,consideringthepowersystemimpedance,t
2、ractiontransformerimpedance,auto-transformerimpedanceandotherfactors,anATtractionpowersupplysystemequivalentcircuitbasingonV,xtransformeranditsshort-circuitcalculationformulasareproposedwhichprovidestheorybasisinthedesignandfieldcorporationofelectrifiedrailway.Keywords:equivalentcircuit;short-
3、circuitcalculation;ATtractionpowersupplysystem;V,xconnection中圖分類號：U223.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1007-936X(2012)02-0015-04短路電流計算公式，為高速電鐵的設(shè)計提供了理論依據(jù)。仿真計算與實測數(shù)據(jù)的對比驗證了模型的正確性。0概述國內(nèi)電氣化鐵道采用單相工頻交流電流制。為順應(yīng)客運(yùn)高速化、貨運(yùn)重載化的趨勢，采用AT供電方式。V,x接線變壓器具有明顯優(yōu)勢[1]，在客運(yùn)專線及城際高速鐵路中得到廣泛應(yīng)用。作為電氣化鐵道設(shè)計的基礎(chǔ)計算，選取等值電路及計算短路電流對繼電保護(hù)的整定、接地跨步電勢的校驗等起到關(guān)鍵
4、性作用，有必要研究基于V,x接線的AT牽引供電系統(tǒng)等值電路及其短路計算。文獻(xiàn)[1-3]推導(dǎo)了純單相接線、V,v接線、YN,d11接線、Scott接線、阻抗匹配平衡接線牽引變壓器的數(shù)學(xué)模型，已成熟應(yīng)用于電鐵設(shè)計中。近年來，客運(yùn)專線及城際鐵路多采用V,x接線牽引變壓器，尚無文獻(xiàn)對其模型進(jìn)行明確的推導(dǎo)。文獻(xiàn)[1，2]推導(dǎo)了基于Carson理論的牽引網(wǎng)模型，文獻(xiàn)[3]建立了基于多導(dǎo)體傳輸線的牽引網(wǎng)鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)模型，計算繁雜，不利于工程設(shè)計及現(xiàn)場計算。在分析AT牽1等值電路推導(dǎo)1.1電路模型V,x接線變壓器可看作由2個三繞組變壓器連接而成。為簡化起見，僅分析一側(cè)供電臂的變壓器等值電路。設(shè)繞組AB
5、、TN、NF的匝數(shù)分別為w1、w2、w3，且有w2=w3，k=w1/w2。其單臂結(jié)構(gòu)及電氣量參考方向設(shè)置如圖1所示。TA&INT2E&&NIα1α&IFN3FB圖1V,x接線變壓器原理圖由磁路定律可導(dǎo)出磁動勢平衡方程：漏抗[1，2]，引供電系統(tǒng)等值電路時，一般忽略AT導(dǎo)致計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。&&&Ia￠=INT+IFN（1）結(jié)合工程實際，棄輕取重，本文建立了基于V,x接線的AT牽引供電系統(tǒng)等值電路，并給出了式中，I&￠為I&歸算到2側(cè)的值。aa忽略勵磁支路，并考慮歸算到2側(cè)的電力系統(tǒng)阻抗，三繞組變壓器近似等值電路如圖2a所示。作者簡介：魏光.中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，助理工程師
6、，陜西西安710043，電話：15129820712。15供變電電氣化鐵道2012年第2期&INT引供電系統(tǒng)等值電路如圖3所示。&Z2ZZ4Z+2Z+ZUNTqT2qT1s12&Iα￠2ZsZ1+E&αT-w2w2ZAT2ZAT1ZqN2ZqN1-2Zs-Z1Z3E&￠αI&+-+E&αF-w3w3FNU&FNZZ4Z+2Z+ZqF2qF1s13AT2AT1a近似等值電路4Zs+2Z1+Z2圖3AT牽引供電系統(tǒng)等值電路圖1.2參數(shù)計算圖3中所有參數(shù)均為歸算到27.5kV側(cè)的值，此后不再贅述。設(shè)基準(zhǔn)容量為100MV×A，電力系統(tǒng)阻抗為+E&αT--2Zs-Z1U227.52（4）Zs
7、=Z*S=Z*B100B+E&αF-忽略電阻，牽引變壓器漏抗為ìU%27.524Zs+2Z1+Z3=d1′?X?1100ST（5）?íX???X??U%27.52=d2′bY型等值電路圖2V,x接線變壓器等值電路圖由圖2a可得電壓端口方程：2100STU%27.52=d3′3100ST&&&&?ìUTN=Ea￠-(2Zs+Z1)Ia￠-Z2IN￠T其中ìUd1%=0.5(Ud1-2%+Ud1-3%-Ud2-3%)（2）í&&&&??UNF=Ea￠-(2Zs+Z1)Ia
