[發(fā)明專利]長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的車網(wǎng)橋耦合模型構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910909898.7
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110688699B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志剛;黃可;蘇冬冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開(kāi)一種長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的車網(wǎng)橋耦合模型構(gòu)建方法，先考慮高架橋綜合接地系統(tǒng)在過(guò)分相期間的阻抗頻率特性，構(gòu)建高架橋綜合接地系統(tǒng)寬頻電路模型；再針對(duì)過(guò)分相每個(gè)電磁暫態(tài)過(guò)程，根據(jù)雙弓、車體接地點(diǎn)、兩個(gè)供電臂接觸網(wǎng)、中性線的位置，將車網(wǎng)系統(tǒng)劃分為不同的部分，分析每一部分車網(wǎng)耦合分布，進(jìn)而構(gòu)建橋上的車?網(wǎng)耦合拓?fù)洌豢紤]高架橋上的供電電流在橋墩回路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓的實(shí)際，建立反映牽引網(wǎng)供電回路與橋墩回路的耦合關(guān)系的受控源模塊；最后結(jié)合高架橋綜合接地寬頻電路模型、受控源模塊和橋上車?網(wǎng)耦合拓?fù)洌瑯?gòu)建車?網(wǎng)?橋耦合模型。本發(fā)明可全面反映高架橋?qū)α熊囘^(guò)分相暫態(tài)過(guò)程的影響，更貼近實(shí)際列車運(yùn)行工況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高架橋路段牽引供電電氣安全技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的車網(wǎng)橋耦合模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

高速動(dòng)車組惰行通過(guò)車載自動(dòng)電分相期間會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“有電-無(wú)電-有電”的過(guò)程。受電弓弓頭和車體多次出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)電壓。由于動(dòng)車組車體是車上弱電系統(tǒng)的信號(hào)地電位，車體暫態(tài)過(guò)電壓容易對(duì)一些敏感設(shè)備(如速度傳感器)造成電磁干擾，影響動(dòng)車組的安全可靠運(yùn)行。同時(shí)，中國(guó)高鐵在20年的發(fā)展中形成了以橋代路的特點(diǎn)。作為高鐵線路的主體，高架橋路段牽引供電系統(tǒng)的電氣安全問(wèn)題不可忽視。針對(duì)動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相電磁暫態(tài)過(guò)程，相關(guān)的研究主要通過(guò)建模求解的方法進(jìn)行過(guò)電壓的計(jì)算或仿真。動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相具有以下4個(gè)特點(diǎn)：(1)電磁暫態(tài)過(guò)程期間高架橋接地鋼筋產(chǎn)生明顯的集膚效應(yīng)，高架橋綜合接地阻抗呈現(xiàn)非線性畸變；(2)高架橋上的供電電流會(huì)在橋墩回路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓；(3)接觸網(wǎng)的暫態(tài)過(guò)電壓會(huì)通過(guò)接觸網(wǎng)、中性線與車體之間的容性耦合注入至車體上，進(jìn)而引起車體暫態(tài)過(guò)電壓。(4)動(dòng)車組車頭至車尾的車體可能與左供電臂接觸網(wǎng)、接觸線與中性線交叉路段的接觸網(wǎng)與中性線，以及中性段的中性線同時(shí)存在容性耦合。特別是接觸線與中性線的交叉路段，接觸網(wǎng)與中性線之間、接觸網(wǎng)與車體之間、中性線與車體之間均存在容性耦合。已有的動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的模型多考慮了(2)，較少考慮(1)，沒(méi)有考慮(3)和(4)。此外，已有的高架橋上過(guò)分相電磁暫態(tài)分析幾乎只針對(duì)短編組動(dòng)車組。由于短編組動(dòng)車組只有1個(gè)受電弓在接觸網(wǎng)或中性線上滑行，過(guò)分相暫態(tài)過(guò)程劃分為4個(gè)；然而，長(zhǎng)編組動(dòng)車組有2個(gè)受電弓在接觸網(wǎng)或中性線上滑行，這時(shí)過(guò)分相的暫態(tài)過(guò)程劃分為8個(gè)。鑒于暫態(tài)過(guò)程的增加會(huì)加劇過(guò)電壓的發(fā)生，有必要在考慮高架橋上過(guò)分相4個(gè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋過(guò)分相的情況進(jìn)行建模分析。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可全面反映高架橋?qū)α熊囘^(guò)分相暫態(tài)過(guò)程的影響，更貼近實(shí)際列車運(yùn)行工況的長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的車網(wǎng)橋耦合模型構(gòu)建方法。技術(shù)方案如下：

一種長(zhǎng)編組動(dòng)車組高架橋上過(guò)分相的車網(wǎng)橋耦合模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟1：建立完整的高架橋鋼筋模型，確定過(guò)分相情況下接地系統(tǒng)的阻抗頻率特性，結(jié)合粒子群算法進(jìn)行參數(shù)擬合，建立綜合接地系統(tǒng)寬頻電路模型；

步驟2：根據(jù)過(guò)分相每個(gè)暫態(tài)過(guò)程發(fā)生時(shí)雙弓所在位置、車體接地點(diǎn)所在位置、每個(gè)車體位置和四個(gè)暫態(tài)過(guò)程點(diǎn)所在位置將車網(wǎng)系統(tǒng)分為不同的部分；分析并確定每個(gè)部分車網(wǎng)系統(tǒng)的耦合分布；

步驟3：基于車網(wǎng)系統(tǒng)耦合分布分析結(jié)果，構(gòu)建過(guò)分相各暫態(tài)過(guò)程的車網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌?/p>

步驟4：計(jì)算高架下的電氣回路和高架橋上的牽引供電回路之間的互感耦合系數(shù)；建立反映牽引網(wǎng)供電回路在橋墩回路中的感應(yīng)電壓的受控源模塊；

步驟5：結(jié)合所述綜合接地系統(tǒng)寬頻電路模型、車網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浜透袘?yīng)電壓的受控源模塊，構(gòu)建計(jì)及高架橋接地寬頻特性和橋墩回路與牽引網(wǎng)供電回路之間電氣耦合的長(zhǎng)編組動(dòng)車組過(guò)分相車-網(wǎng)-橋耦合模型。