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1、b電力牽引接地系統(tǒng)分析摘要—牽引供電系統(tǒng)由饋電線、有軌電車、鐵軌、靜態(tài)電線組成。牽引負(fù)荷是應(yīng)用在機(jī)車與鋼軌之間的一個單相負(fù)荷。為了保證牽引線上的電壓穩(wěn)定，在沿線并聯(lián)了自耦變壓器。還有諸如鐵路站臺和架空橋的建筑。變電站和并聯(lián)車站配備接地網(wǎng)絡(luò),依次連接到靜態(tài)電線上。架空橋與站臺基礎(chǔ)連接到鋼軌或靜態(tài)電線線上。軌道和靜態(tài)電線連接在能提供持續(xù)電流的固定位置，沿整個電力系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使工作人員和乘客的安全是有所保證。接地系統(tǒng)的綜合性能由整個供電和接地系統(tǒng)決定。通過計(jì)算在不同地方的最大的接觸電壓與IEEE標(biāo)準(zhǔn)80相比較以
2、策安全。關(guān)鍵詞—接地牽引供電系統(tǒng)。一、背景華盛頓和波士頓之間的東北走廊是這個國家最繁忙的鐵路系統(tǒng)，一年的旅客發(fā)送量超過2.2億人次。美國鐵路公司在1976年全心投入到這條牽引網(wǎng)絡(luò)中，那時美國鐵路公司在升級基礎(chǔ)設(shè)施和牽引系統(tǒng)上已經(jīng)有了很大的提高。目前，美國鐵路公司正在進(jìn)行從紐黑文市到波士頓的北部線路的電氣化改造。這項(xiàng)工程包括四座變電站，18個并聯(lián)車站，三個配電站，23個鐵路站臺和超過224座橋梁，牽引系統(tǒng)的電力供應(yīng)來自三個不同的供電公司，分別是波士頓愛迪生公司（BECo）,東北電力公司和臘納西甘特（NEU0）電力公司
3、，NEU提供兩個地方的電力供應(yīng)，而BECo和NECo各自供電于一處，每個牽引變電站服務(wù)于兩個接觸網(wǎng)系統(tǒng)，一路供向東路，另一路供向西路。在本文中，接地計(jì)算在新倫敦西部地區(qū)沿線鐵路的建模和計(jì)算中體現(xiàn)了出來。本研究的意圖是鐵路沿線三相交流供電系統(tǒng)，牽引變電站，牽引導(dǎo)體，軌道，并聯(lián)車站和配電所的模型建立，運(yùn)用這些模型，對牽引系統(tǒng)中任何地區(qū)的接觸電壓進(jìn)行了研究。二、牽引系統(tǒng)的定義里程標(biāo)（MP）:沿著軌道的距離在里程標(biāo)呈現(xiàn)出來。第一個數(shù)是所在位置到參考點(diǎn)距離的英里數(shù)，第二個數(shù)是英尺數(shù)。阻抗鍵：一個特殊的變壓器由幾圈重銅繞一層疊
4、片鐵芯組成，其中終端連接到每個軌道。中點(diǎn)引出來連接在臨近的軌道類似的點(diǎn)上。阻抗系數(shù)提供非常高的阻抗到信號電流，并且提供低阻抗到60赫茲牽引電流，A點(diǎn)被定義為在所有軌道和懸掛支撐結(jié)構(gòu)搭連的阻抗中性點(diǎn)的位置，懸掛支撐依次和靜態(tài)電線搭連.所有變電站、并聯(lián)車站和配電站都有A點(diǎn)。bb圖1用于仿真的系統(tǒng)圖自耦變壓器：一個中心抽頭變壓器是用來提供三相系統(tǒng)的牽引系統(tǒng)。輸入是兩相的115kV供電系統(tǒng)，一個終端輸出連接到27.5KV的饋電線，另一路輸出連接到移動的受電弓上，中性點(diǎn)通過阻抗連接到鐵軌。變電站：一個牽引變電所由帶有開關(guān)設(shè)備
5、的兩次降壓的自耦變壓器并提供兩相的115KV電路（如圖1），一個自耦變壓器供應(yīng)西側(cè)的牽引系統(tǒng)、其他自耦變壓器供應(yīng)東側(cè)的牽引系統(tǒng)。平行車站：一個并聯(lián)車站配備一臺自耦變壓器和開關(guān)設(shè)備并連接到受電弓如圖1所示。自耦變壓器作為一種反饋裝置來提高牽引線沿線電壓屬性。配電站：一個配電站配備了具有開關(guān)設(shè)備的自耦變壓器并連接到受電弓上，如圖1所示。它沒有和實(shí)用電源有直接的供給連接，配電站是一個牽引子系統(tǒng)的終點(diǎn)站。三、系統(tǒng)描述圖1中描述了一個單線鐵路的牽引系統(tǒng)，牽引系統(tǒng)三相電源被分成了一個通用的四線系統(tǒng)。新倫敦牽引變電站的電力是由東
6、北電力公司的William街變電站的115KV，三相供電系統(tǒng)提供的，William街變電站通過兩個三相連接到Montville和Flanders變電站的115KV輸電線路上。兩路單相115KV，大約1800英尺的地底電纜提供給新倫敦西部和東部的電車，牽引系統(tǒng)通過設(shè)在新倫敦變電站的兩路單相，40MVA的自耦變壓器提供電力。在每個給定的位置有兩條軌道，一路上行線和另一路下行線，每一條線路都包含接觸線，承力索，饋電線，靜態(tài)電纜，軌道1和軌道2。bb電流回路包括鐵軌，靜態(tài)電線，和土壤。靜態(tài)電線要定期的維修以保證均勻。電壓屬
7、性通過安裝在并聯(lián)車站上的自耦變壓器進(jìn)行調(diào)整，在電力系統(tǒng)的末端有一個安裝有吸流自耦變壓器的配電站。牽引變電站，并聯(lián)車站和配電站當(dāng)故障接地時提供接地網(wǎng)以保證安全。同樣地，在多個鐵路站臺和橋梁位置也有接地系統(tǒng)，在實(shí)際的接地分析【2】【5】的基礎(chǔ)上，安全性能用輸電網(wǎng)參數(shù)的最大故障電流和故障清除時間進(jìn)行評價。從安全的觀點(diǎn)計(jì)算接觸電壓和跨步電壓，對于牽引供電的接地系統(tǒng)這種方法不是很精確。因?yàn)橛泻芏嗟挠绊懸蛩兀珈o態(tài)電線，接觸線，饋電線，軌道，鐵路站臺，變電站和橋梁。因此，一個綜合的供電和接地分析對牽引系統(tǒng)是很必要的，本文對牽引
8、系統(tǒng)的分析指明了方向。四、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)在這項(xiàng)研究中，1986版IEEE標(biāo)準(zhǔn)80被用于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)【1】。允許的接觸電壓和跨步電壓分別是：（1）（2）此處Cs1986版IEEE標(biāo)準(zhǔn)80中的因數(shù)沿面電阻用歐姆-米表示t故障清除時間用秒表示變電所接觸電壓：假定變電所被四英尺的碎石覆蓋。碎石層的電阻為2000歐姆-米。如果一個人站在碎石上觸摸變電所內(nèi)的設(shè)備，這個電壓被定義為
