一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法技术

技术编号:24680830 阅读:100 留言:0更新日期:2020-06-27 07:20
本发明专利技术公开一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法,根据电力系统的供电方式及其拓扑结构建立交流电网地上等效模型,再根据各接地变电站的距离、接地网接地电阻的大小以及大地电阻率,求得各接地变电站间的大地等效电阻,从而建立城市电网大地等效网络;再将外部控制电流源元件连接在某一接地变电站接地变压器的中性线上,并采用早发车时段该接地变电站变压器中性点直流电流的实测数据对电流源进行控制;最后,仿真并调节等效电源初始接地电阻R的大小修正模型,直到得到最终仿真模型。本发明专利技术能够实现对地铁杂散电流在城市电网中的分布规律分析以及进行杂散电流分布的影响因素研究,为杂散电流导致的变压器直流偏磁的治理提供指导性建议。

A simulation modeling method of stray current distribution in urban power grid

【技术实现步骤摘要】
一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法
本专利技术涉及电力系统建模领域,具体为一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法。
技术介绍
随着城市轨道交通规模的网络化、供电电流的动态变化以及钢轨对地绝缘的逐渐老化,地铁杂散电流也呈现出网络化、持久化和叠加增大的趋势。由于地铁在实际运行当中采用直流供电,且由于钢轨摩擦产生的铁屑、粉尘以及泄漏阻抗降低等原因,使得钢轨与大地之间无法做到完全绝缘,因此一部分供电电流会从钢轨泄漏至大地从而形成地铁杂散电流。目前针对地铁杂散电流的防护措施,依然无法做到大地中杂散电流的完全收集和治理,导致一部分杂散电流无法回流至地铁系统,在大地中流窜。由于城市电网交流系统的直流电阻远远小于大地等效电阻,因此当地铁杂散电流在大地中流通并遇到交流系统的接地变压器时,杂散电流会通过接地变压器的接地电阻流入至变压器的绕组中,使得变压器磁通发生偏移,从而进入磁路的半波饱和状态,导致变压器的直流偏磁现象。当变压器发生直流偏磁时,变压器的励磁电流产生大量谐波,从而导致变压器的振动加剧以及引起交流系统电压波形畸变、继电保护误动等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤A:定义城市电网变电站中含中性点接地的变压器的变电站为接地变电站S

【技术特征摘要】
1.一种城市电网中地铁杂散电流分布的仿真建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A:定义城市电网变电站中含中性点接地的变压器的变电站为接地变电站Sj1,j为城市电网中接地变电站的编号,j=1,2,3,…,c,c为城市电网中接地变电站的数量;
定义城市电网变电站中不含中性点接地的变压器的变电站为非接地变电站Sk0,k为城市电网中非接地变电站的编号,k=1,2,3,…,d,d为城市电网中非接地变电站的数量;
定义接地变电站Sj1中中性点接地的变压器为接地变压器Tj,a1,中性点不接地的变压器为非接地变压器Tj,b0;a为接地变电站Sj1中接地变压器的编号,接地变电站Sj1中接地变压器的数量大于等于1;b为接地变电站Sj1中非接地变压器的编号,接地变电站Sj1中非接地变压器的数量大于等于0;
步骤B:在PSCAD软件中搭建城市电网地上等效模型:
步骤B1:利用PSCAD中的变压器元件,根据接地变电站Sj1中各变压器的组成、绕组数、各绕组的电压等级、容量、连接组别、漏抗参数、饱和参数、中性点是否接地,搭建接地变电站Sj1各变压器等效模型,并按照接地变电站Sj1的电气接线图将各变压器进行连接;
步骤B2:使用PSCAD中的负载元件,将接地变电站Sj1中变压器所连接的非接地变电站Sk0等效为负载PQk,并将负载元件连接至接地变电站Sj1中对应变压器的绕组上;
步骤B3:按照城市电网的拓扑结构、输电线路参数、避雷线参数及供电方式将接地变电站S11,S21,S31,…,Sc1进行连接;
步骤B4:选择一个电压等级最高的接地变电站,并将对应电压等级的无穷大等效电源的A、B、C三相分别与该变电站的A、B、C三相的进线相连,无穷大等效电源的中性点通过初始接地电阻R进行接地,其中R的一端接无穷大电源的中性点,另一端直接接地;
步骤C:在PSCAD软件中搭建城市电网地下等效模型
步骤C1:将接地变电站Sj1中所有接地变压器Tj,a1的中性点通过导线连接在一起,连接后的交点定义为接地变电站Sj1的中性点公共点Wj1;
步骤C2:通过实际测量或根据设计标准确定接地变电站Sj1中接地网的自身接地电阻的阻值,该阻值在PSCAD软件中使用电阻元件Rj1等效,并将Rj1的一端连接接地变电站Sj1的中性点公共点Wj1,另一端接地;
步骤C3:根据两接地变电站St1与Sj1的距离、两接地网的等效半径及大地电阻率分别计算接地变电站St1与Sj1的站间大地等效电阻的...

【专利技术属性】
技术研发人员:林圣史云涛王爱民张海强赵丽平
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:四川;51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1