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专利号: 2022102696036
申请人: 上海应用技术大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:利用simulink搭建包含电源、牵引变压器、AT所、序分量检测模块、电流观测模块的牵引供电仿真电路;

步骤2:设置电源、牵引变压器、AT所、序分量检测模块、电流观测模块的参数,设定上下行断路器的状态为开,设定负载的阻抗值;

步骤3:断路器开:电流经过断路器内部电阻,表示空载;断路器合:电流经导线流过负载,表示有列车运行;

步骤4:开始仿真:得出空载、单列、满载三种牵引供电工况下,不同的三相电流与负序电流值;

所述步骤4中,所述不平衡度与负序电流值呈正相关,系统供电侧三相电压与电流分别用 、 来表示,对应的机车荷载侧电流与端电压表示为, 作为参考相量:

(1)

(2)

(3)

式中, ,表示单位向量算子, 比 滞后相角 ,比 滞后功率因数角 ,独立运行情况下,牵引侧的所有端口均不会使系统侧出现零序电流,所以 产生的三相电流与 共线且满足 ,由此可得守恒原理公式:

(4)

由对称分量法和叠加原理可得出三相电流表达式:(5)

进而得出正序、负序电流分量的表达式和负序电流的不平衡度:(6)

不平衡度 (7)

步骤5:设定上行列车运行时间为3 5周波,下行列车运行时间为6 8周波;

~ ~

步骤6:仿真观察波形,比较不同电压的波形,对电压暂降情况进行观测并分析。

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,所述步骤2中,电源采用220kV/50Hz三相交流电源、牵引变压器采用V/x供电方式,AT所利用普通线性变压器的异名端相连来组成一个变比为55/27.5的自耦变压器。

3.根据权利要求2所述的一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,所述步骤3中,断路器开:电流经过断路器内部电阻,表示空载;断路器合:电流经导线流过负载,表示有列车运行,应用负序电流理论分析V/x接线法造成的不平衡度。

4.根据权利要求1所述的一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,所述步骤4中,所述空载状态指断路器负载侧上下行断路器均始终保持开断,即无负载接入,单列运行即为闭合一侧断路器,负载接入,表示该侧有列车通过;两侧断路器闭合即表示满载;负序电流检测使用仿真自带的序分量检测模块获得,序分量选择负序,频率设置工频50Hz。

5.根据权利要求1所述的一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,所述步骤5中,所述电压暂降观察方法,即通过设置上行列车运行时间为3 5个周~波时间内,下行列车运行时间设置为6 8个周波,以此模拟出电压暂降的情况。

~

6.根据权利要求1所述的一种高速铁路牵引供电系统的多工况电能质量分析方法,其特征在于,所述步骤6中,所述仿真观察波形并分析电压暂降情况,即为通过示波器和数值显示器观察结果,对比不同电压波形分析电压暂降。