文档介绍：电气化铁道供电系统的兼容性
来源: 作者: 发布时间:2007-11-9 11:51:55  点击:1308
 
电气化铁道供电系统的兼容性
(武汉大学电气工程学院,湖北武汉  430072)
      【摘   要】随着交通网络对电气化系统兼容性的要求增加,更好地去理解整个电气化网络是绝对有必要的。这些要求包括干扰电流的限制、整个系统的稳定性等。为了很好地去实现这些要求,在运行交通提出和设计的阶段,需要对系统模型做很多的研究。在大型铁道网络中,大量独立的变量迫使工程师在一定程度上去简化问题。文章描述了包括有在可以接受的模型错误的情况下,怎样用一种简单方式去处理某些问题,展现实际系统。
【关键词】电气化铁道;供电系统;兼容性;网络拓扑
    【中图分类号】 U231+.8                         【文献标识码】 A                    【文章编号】 1008-1151(2006)05-0112-02
      一、引言
电气化铁道有独特的特点,至少从电气化的观点来看,所有运行在相同供电区域的交通工具通过其上的接触网紧密地联系起来。只要通过机械开关投切的电源控制的唯一交通工具处于运行状态,它就不会造成很大的失误。但是,随着交通工具上整流器和逆变器的引入,这个特点已经发生了很大的变化,这些类型的交通工具能产生干扰电流和干扰电压。不但是供电系统如此,传输路径也受到了干扰。更重要的是,所有运行的交通工具的控制器都通过其上的接触线耦合到一起了,很容易想到通过一个简单的技术控制将导致一个较大的系统动作。系统越大,所要求的描述性与模型化将会要求更高。在近几年,生产商和操作人员的经历已清楚地表明这不再仅仅是个理论性的问题。在整个工业领域,动作干扰是个永无止境的话题,而且重要的稳定性问题已经发生,结合一个适当的模型技术的计算和仿真来预测系统的行为是非常有必要的。但是,因为电气化系统由来自许多不同供应商提供的器件组成和不同的操作者,只有国际化的合作才能达到成功。最后,在整个电气化铁道系统中,将会使运行于其中的交通工具彼此电气化兼容。
二、电气化铁道的供电系统
电力机车供电系统电源来自国家电网。国家电网的高压交流电送到铁路的牵引变电所,进行第一次降压,送到轨道上空的接触网。机车从接触网上获取电流后,在机车内进行第二次降压并整流成直流电(也可在牵引变电所内整流),用以驱动直流电动机。
在牵引供电系统中,根据电流的种类和电压的高低,大致可分为直流制和交流制。
在交流制中,目前世界上大多数国家部系用工频(50Hz)交流制。牵引变电所将三相交流电改变成25kV的频率单向交流电后送到接触网上,在电力机车内再将交流电变成直流电供给电动机使用,这种机车叫交流电力机车。交流制的优点:可直接从有大容量的电力系统取得电能并以较高电压向电力机车供电;提高供电距离,减少接触导线截面,节省有色金属和电能消耗;降低了投资费用;可采用大功率电力机车,促进高速、重载运输发展。
三、动作干扰和稳定性
前面已提到两个主要的关注问题:动作干扰(如:干扰电流或电压)及系统稳定性。下面将简要地描述。
(一)动作干扰
在铁道运输工具的牵引或辅助的变换器中,干扰电流是通过开关性的半导体器件引发的,它们通过传输线和被