地鐵作為城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分,近年來(lái)發(fā)展極為迅速,然而由于地鐵鋼軌對(duì)地做不到完全絕緣,使得地鐵雜散電流產(chǎn)生并帶來(lái)相應(yīng)的電勢(shì)差,城區(qū)主要變壓器在非常規(guī)狀態(tài)下工作,出現(xiàn)直流偏磁,無(wú)法保證電力平穩(wěn)無(wú)危險(xiǎn)的運(yùn)行,研究地鐵運(yùn)行產(chǎn)生的地電場(chǎng)分布及其造成的城區(qū)主變直流偏磁風(fēng)險(xiǎn)可為防治變壓器故障提供有用參考。因此,構(gòu)建了地鐵雜散電流作用下、考慮多種機(jī)車(chē)運(yùn)行工況的地電場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型,并據(jù)此提出了城區(qū)主變直流偏磁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。論文主要工作介紹:首先,基于地鐵雜散電流的微等效模型,建立不同工作狀態(tài)的雜散電流地電場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型,研究了雜散電流的分布規(guī)律與特征,并對(duì)鋼軌縱向電阻、列車(chē)牽引電流大小、軌-地過(guò)渡電阻、供電距離和排流網(wǎng)等影響因素的作用情況進(jìn)行了分析。其次,利用ANSYS軟件平臺(tái),搭建了雜散電流的空間運(yùn)動(dòng)模型,及其在不同工作狀態(tài)下的雜散電流地電場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型;考慮鋼軌縱向電阻、列車(chē)牽引電流、軌-地過(guò)渡電阻、供電距離和排流網(wǎng)是否排流影響因素,對(duì)地電場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行了研究;并以新疆烏魯木齊地鐵為例,計(jì)算并仿真了雜散電流感應(yīng)地電場(chǎng),與城區(qū)變電站直流偏磁實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比,驗(yàn)證了模型的正確性。最后,基于上述計(jì)算結(jié)果,提... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

地鐵雜散電流形成示意圖

2地鐵雜散電流作用下地電場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型及影響因素9地鐵供電的系統(tǒng)作為機(jī)車(chē)以及所有設(shè)備的動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)，其具體組成為外部高壓供電系統(tǒng)和內(nèi)部的低壓供電系統(tǒng)，外圍供電系統(tǒng)一般為城市電網(wǎng)，內(nèi)部低壓系統(tǒng)則包括牽引供電系統(tǒng)和動(dòng)力照明供電系統(tǒng)，如圖2.2所示。圖2.2地鐵供電系統(tǒng)示意圖220kV城區(qū)變電站變壓器多采用中性點(diǎn)直接接地方式工作，若車(chē)站里面有多個(gè)220kV變壓器，其中必然會(huì)存在一臺(tái)處于中性接地狀態(tài)。地鐵工作時(shí)流出的雜散電流會(huì)通過(guò)地輸進(jìn)接地的變壓器繞組之中，從而導(dǎo)致變壓器有直流偏磁的問(wèn)題。地鐵的雜散電流經(jīng)過(guò)地輸進(jìn)中性點(diǎn)接地的變壓器的原理見(jiàn)圖2.3，地鐵工作期間損失掉的電流進(jìn)入土壤中未排流裝置收集到雜散電流有一部分流入大地，經(jīng)過(guò)地下土壤或金屬管線(xiàn)等，最終經(jīng)變電站接地網(wǎng)進(jìn)入中性點(diǎn)接地的變壓器A中；電流流過(guò)變壓器A繞組以后，可通過(guò)輸電系統(tǒng)輸入進(jìn)其他變電站的中性點(diǎn)接地的變壓器B，最后，變壓器B的接地中性點(diǎn)會(huì)將損失到地的電流傳輸回牽引變電系統(tǒng)負(fù)極。因?yàn)殡s散電流為直流形式，所以當(dāng)其輸入進(jìn)其變壓器繞組，其會(huì)存在直流偏磁的問(wèn)題。

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文10圖2.3地鐵雜散電流進(jìn)入交流系統(tǒng)示意圖2.2地鐵雜散電流分布模型2.2.1單邊供電方式下雙列車(chē)雜散電流分布分析單邊供電方式下雙列車(chē)雜散電流分布采勸鋼軌-大地”二層經(jīng)典模型，示意圖如圖2.4所示。圖2.4單邊供電雙列車(chē)運(yùn)行方式下雜散電流分布示意圖可以進(jìn)行以下假設(shè)：（1）鋼軌的縱向電阻以及過(guò)渡電阻均勻排列；（2）鋼軌經(jīng)過(guò)渡電阻后直接與大地相連；（3）除了鋼軌的泄漏電流，接觸網(wǎng)（軌）的泄漏電流忽略不計(jì)。車(chē)身的電流I在A、B點(diǎn)分成兩個(gè)部分，其一作為區(qū)間內(nèi)鋼軌的電流TI，另一作為區(qū)間外的回流gI，因?yàn)樵摬糠值碾娏鞅仨氂傻胤祷刈冸娤到y(tǒng)，所以可將其視為雜散電流。因此設(shè)：L——負(fù)荷點(diǎn)B距牽引變電所的距離（km）；1LL——負(fù)荷點(diǎn)A與牽引變電系統(tǒng)的距離（km）；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種電網(wǎng)直流偏磁風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)價(jià)方法[J]. 王玲,徐柏榆,馬明,李嘉思,劉曳君,潘卓洪.  廣東電力. 2019(04)
[2]關(guān)于地鐵雜散電流引起的變壓器直流偏磁的分析與研究[J]. 彭平,周衛(wèi)華,謝耀恒,劉赟,吳曉文,毛文奇.  變壓器. 2017(11)
[3]地鐵雜散電流動(dòng)態(tài)分布模型研究[J]. 張棟梁,劉娟,謝業(yè)華,黃開(kāi),劉振.  城市軌道交通研究. 2017(04)
[4]城市地區(qū)主變直流偏磁研究與處理[J]. 蔡茂,李佳,彭卿,朱磊,彭平.  電氣自動(dòng)化. 2017(01)
[5]交流電網(wǎng)主動(dòng)防御直流偏磁體系[J]. 徐碧川,文習(xí)山,張露,潘卓洪,陳文廣,魏健.  中國(guó)電力. 2016 (02)
[6]直流偏磁對(duì)深圳電網(wǎng)主變壓器的影響及抑制措施的研究[J]. 章彬,黃煒昭,陳瀟.  陜西電力. 2014(12)
[7]基于CDEGS的地鐵雜散電流仿真研究[J]. 于凱,朱峰,劉光輝,茍江川.  電氣化鐵道. 2014(06)
[8]天中直流工程入地電流對(duì)新疆哈密地區(qū)交流電網(wǎng)的影響[J]. 于永軍,楊琪,侯志遠(yuǎn),文習(xí)山,祁曉笑,王亮.  電網(wǎng)技術(shù). 2014(08)
[9]多電壓等級(jí)電網(wǎng)的GIC-Benchmark建模方法[J]. 鄭寬,劉連光,David H.Boteler,Risto J.Pirjola.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[10]城市軌道交通設(shè)施雜散電流的防護(hù)[J]. 秦峰,朱祥連,奚杰,姚健.  機(jī)電工程. 2013(01)

博士論文
[1]地鐵雜散電流分布規(guī)律及腐蝕智能監(jiān)測(cè)方法研究[D]. 王禹橋.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]中低緯電網(wǎng)地磁感應(yīng)電流及其評(píng)估方法研究[D]. 劉春明.華北電力大學(xué)（北京） 2009
[3]電網(wǎng)設(shè)備直流偏磁影響檢測(cè)分析與抑制[D]. 蒯狄正.南京理工大學(xué) 2005

碩士論文
[1]城市軌道交通雜散電流研究[D]. 龐原冰.西南交通大學(xué) 2008
[2]直流牽引供電系統(tǒng)中雜散電流防護(hù)方案研究與設(shè)計(jì)[D]. 徐光強(qiáng).西南交通大學(xué) 2003



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