The invention discloses a stray current and track potential simulation device, which comprises a current source, a first voltage source, a second voltage source, a bidirectional variable resistance module and a fixed value resistance. The current source is AC current source, which is used to simulate the train current. The first voltage source is used to simulate the traction substation on the left side of the power supply section, the second voltage source is used to simulate the traction substation on the right side of the power supply section, the bidirectional variable resistance module is used to simulate the longitudinal resistance of running rail, and the fixed resistance is used to simulate the resistance of running rail to ground. By adjusting the resistance value of bidirectional variable resistance module, the simulation of stray current and track potential in different positions of the train in the power supply area can be realized. The invention has the advantages of simple structure, multiple simulated train operation conditions, and is suitable for grounding and floating system at the same time.
【技术实现步骤摘要】
一种杂散电流和轨道电位模拟装置
本专利技术涉及电气化轨道交通和电力电子变换器
,具体说是一种杂散电流和轨道电位模拟装置。
技术介绍
在轨道交通直流牵引系统中,出于经济运行的考虑,走行轨被同时用作列车牵引电流的返回路径。由于走行轨和大地之间不可能完全绝缘,一部分牵引电流泄漏进入道床,然后再经过道床结构钢筋、隧道结构钢筋以及地下埋设金属管线等介质重新流入走行轨或牵引变电所负极,这部分电流称之为杂散电流,又称作迷流。杂散电流会对轨道交通牵引系统附近的走行轨以及金属结构造成严重的腐蚀,导致地下埋设金属管线的使用寿命大大缩短,更为严重的是可能进一步引发火灾和爆炸事故。与此同时,当牵引电流流过走行轨时,通常会在走行轨和大地之间产生几十伏甚至上百伏的电压降,并且在列车所在位置处达到其最大值,这也会对人体的生命安全构成潜在的危害。正是因为杂散电流与轨道电位引发的危害巨大,针对轨道交通直流牵引系统,相关学者进行了大量关于测量和控制杂散电流以及轨道电位的研究。但是,由于存在测试成本高,测试周期长以及测试环境不安全等诸多问题,使得在实际轨道交通系统中开展上述研究十分困难。因此,许多用于模拟杂散电流和轨道电位的模型被提出,这些模型基本上分为两类:多维度模型和阻抗模型。由于复杂的建模和计算过程,多维度模型的应用范围受到了很大的限制,相比之下,阻抗模型由于其简单的结构和易于构建的特点而被广泛使用。然而,对于阻抗模型,如果需要获得杂散电流和轨道电位的动态分布,整个模拟系统所需要的电阻数量将是无限的,此外,还需要在列车的每一个位置处都 ...
【技术保护点】
1.一种杂散电流和轨道电位模拟装置,其特征在于,包括:电流源(1)、第一电压源(2)、第二电压源(3)、第一双向可变电阻模块(4)、第二双向可变电阻模块(5)、第三双向可变电阻模块(6)、第四双向可变电阻模块(7)、第五双向可变电阻模块(8)、第六双向可变电阻模块(9)和定值电阻(10);/n所述电流源(1)为交流电流源,用于模拟列车电流;/n所述第一电压源正极端(21)与电流源负极端(11)连接,第一电压源负极端(22)与第一双向可变电阻模块第一端子(41)连接后,再连接至第一接地端子G1,所述第一电压源(2)用于模拟供电区间左侧牵引变电所;/n所述第二电压源正极端(31)与电流源负极端(11)连接,第二电压源负极端(32)与第六双向可变电阻模块第二端子(92)连接后,再连接至第五接地端子G5,所述第二电压源(3)用于模拟供电区间右侧牵引变电所;/n第一双向可变电阻模块第二端子(42)与第二双向可变电阻模块第一端子(51)连接后,再连接至第二接地端子G2;第二双向可变电阻模块第二端子(52)分别与第三双向可变电阻模块第一端子(61)、第四双向可变电阻模块第二端子(72)、第五双向可变 ...
【技术特征摘要】
1.一种杂散电流和轨道电位模拟装置,其特征在于,包括:电流源(1)、第一电压源(2)、第二电压源(3)、第一双向可变电阻模块(4)、第二双向可变电阻模块(5)、第三双向可变电阻模块(6)、第四双向可变电阻模块(7)、第五双向可变电阻模块(8)、第六双向可变电阻模块(9)和定值电阻(10);
所述电流源(1)为交流电流源,用于模拟列车电流;
所述第一电压源正极端(21)与电流源负极端(11)连接,第一电压源负极端(22)与第一双向可变电阻模块第一端子(41)连接后,再连接至第一接地端子G1,所述第一电压源(2)用于模拟供电区间左侧牵引变电所;
所述第二电压源正极端(31)与电流源负极端(11)连接,第二电压源负极端(32)与第六双向可变电阻模块第二端子(92)连接后,再连接至第五接地端子G5,所述第二电压源(3)用于模拟供电区间右侧牵引变电所;
第一双向可变电阻模块第二端子(42)与第二双向可变电阻模块第一端子(51)连接后,再连接至第二接地端子G2;第二双向可变电阻模块第二端子(52)分别与第三双向可变电阻模块第一端子(61)、第四双向可变电阻模块第二端子(72)、第五双向可变电阻模块第一端子(81)连接后,再连接至第三接地端子G3;第三双向可变电阻模块第二端子(62)与第四双向可变电阻模块第一端子(71)连接后,再连接至电流源正极端(12);第五双向可变电阻模块第二端子(82)与第六双向可变电阻模块第一端子(91)连接后,再连接至第四接地端子G4;所述第一双向可变电阻模块(4)、第二双向可变电阻模块(5)、第三双向可变电阻模块(6)、第四双向可变电阻模块(7)、第五双向可变电阻模块(8)和第六双向可变电阻模块(9)用于模拟走行轨纵向电阻并借以改变电流源(1)在供电区间中的位置;
定值电阻(10)的一端连接至第三接地端子G3,另一端连接至大地,用于模拟走行轨对地电阻;
所述第一电压源(2)和第二电压源(3)均为直流电压源;
所述第一双向可变电阻模块(4)、第二双向可变电阻模块(5)、第三双向可变电阻模块(6)、第四双向可变电阻模块(7)、第五双向可变电阻模块(8)和第六双向可变电阻模块(9)均为等效输出电阻可双向调节的电力电子变换器。
2.如权利要求1所述的杂散电流和轨道电位模拟装置,其特征在于,所述第一双向可变电阻模块(4)、第二双向可变电阻模块(5)、第三双向可变电阻模块(6)、第四双向可变电阻模块(7)、第五双向可变电阻模块(8)和第六双向可变电阻模块(9)均采用共用一个电感的双Buck电路,该电路包括:第一输入电源V1、第...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨晓峰,薛皓,郑琼林,
申请(专利权)人:北京交通大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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