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北京石油化工学院学报

第１６卷第３期Ｖｏ１．１６ＮＯ．３

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ

２００８年９月Ｓｅｐ．２００８

Ｐｅｔｒｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

牵引供电系统建模与短路电流的仿真＊

鲁彦青。范圣韬李夏青。

（１北京化工大学信息科学与技术学院，北京１０００２９；２北京航天航空大学自动化学院，

北京１０００８３；３北京石油化工学院信息工程学院，北京１０２６１７）

摘要由于牵引供电系统中感性和容性元件的存在，在发生瞬间、永久短路故障以及机车

充电过程中，都会有不对称暂态电流冲击，这对基于电流变化量原理的保护判据将产生很大的影响，甚

至导致保护的误动作。笔者基于ＥＭＴＰ对供电系统进行建模，分析了变压器对短路电流中暂态电流冲

击的影响，考虑到实际电压器短路瞬间漏抗增大，对ＥＭＴＰ中的实际变压器做了一定的改进，最后得到

的仿真波形与实际短路电流波形十分吻合。分析结果表明该模型具有很好的灵活性和较高的精确性，

对基于电流变化量原理的保护以及误动作的排除等相关问题的研究具有十分重要的意义。

关键词牵引供电系统；ＥＭＴＰ；短路电流；变压器

中图法分类号ＴＭ７６

地铁和轻轨在城市交通体系中所处的地位真，为保护设备的研究设计提供依据。

日益显著，保证牵引供电系统的安全稳定运行白２０世纪９Ｏ年代以来，国内许多科研人

已成为人们关注和研究的热点，牵引供电系统员开展了牵引供电系统的仿真研究。文献［１］

的信号采集和故障诊断成为供电系统保护中的报道在Ｍａｔｌａｂ软件平台上构建牵引供电系统

重要问题。牵引供电线路的故障可分为永久性模型，分别得到了永久故障和瞬时故障的电压

故障和瞬时性故障。现有的保护方式主要有以波形；文献［２］报道将已有的ＤＣ供电模型与列

下几种：大电流脱扣保护、电流上升率及电流增车牵引运行系统相结合，建立仿真模型；文献

量保护、时限过流保护、双边联跳保护和热力过［３］报道机车充电电流对系统的影响，由于存在

负荷保护，但对于地铁供电线路的保护来说，这防谐波倒ＬＣ形滤波器，机车受流时先对滤波

些保护方法在准确性和速度性方面尚有欠缺。器充电而产生一个充电电流，其特征与故障电

由于牵引供电系统中感性和容性元件的存在，流暂态过程所体现出的特征极为类似，对基于

当发生瞬间、永久短路故障以及机车充电过程电流变化量原理的保护判据将产生很大的影

中，系统短路电流中都会有较大的不对称暂态响，而且导致保护的误动作。上述研究中往往

电流冲击，这对基于电流变化量原理的保护判没有考虑走行轨与大地之间的漏泄电阻，存在

据将产生很大的影响，甚至导致保护设备的误模型误差；有些采用上下行分开计算，割裂了网

动作。考虑到供电系统、输电线路以及机车对络的整体性；有的考虑了机车充电电流对系统

暂态电流冲击都有一定的影响，因此必须认真