基于复杂土壤模型的地铁杂散电流引起变压器偏磁直流计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复杂土壤模型的地铁杂散电流引起变压器偏磁直流计算方法，包括：采集研究区域内所有变电站及地铁线路的位置分布，构建三维空间坐标系；采集研究区域内的土壤电化学参数；根据列车当前所处的位置计算钢轨电流分布，结合列车总牵引电流得到地铁沿线的杂散电流分布；在COMSOL中构建土壤模型并进行参数设置，包括各区块土壤电化学参数及地铁沿线的杂散电流分布；在COMSOL中仿真计算土壤电位分布，得到所有变电站位置的土壤电位；构建研究区域内的电网直流模型；基于电网直流模型并根据变电站土壤电位，计算得到所有变电站的偏磁电流大小。本发明专利技术可以准确地模拟地铁运行对附近变电站产生的直流偏磁的影响。地铁运行对附近变电站产生的直流偏磁的影响。地铁运行对附近变电站产生的直流偏磁的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于复杂土壤模型的地铁杂散电流引起变压器偏磁直流计算方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种基于复杂土壤模型的地铁杂散电流引起变压器偏磁直流计算方法。

技术介绍

[0002]便捷、绿色、快速的城市轨道交通对市民出行和城市发展具有重要意义。我国城市轨道交通主要采用直流牵引供电方式，牵引电流通过钢轨回流，由于钢轨很难做到对地完全绝缘，将会有少量电流泄漏到大地，即杂散电流。杂散电流流入大地，会改变附近土壤的电位，侵入交流电网，使轨道交通沿线附近电网接地变压器产生直流偏磁现象，危害交流电网和变压器的安全稳定运行。
[0003]目前现有的杂散电流和变压器直流偏磁研究基本只考虑单极
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大地回路运行方式，仿真研究时将杂散电流等效为点电流源注入土壤模型；而针对地铁机车运行时产生的杂散电流的影响研究甚少。同时，定量计算土壤电位分布，是研究直流偏磁现象的一个重要前提，构建更加符合实际情况的土壤模型尤为重要，而目前广为使用的分层土壤模型，包括水平分层模型和竖直分层模型都无法准确模拟实际的土壤情况，给直流偏磁的计算带来较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于复杂土壤模型的地铁杂散电流引起变压器偏磁直流计算方法，其特征在于，包括：步骤1，采集研究区域内所有变电站及地铁线路的位置分布，构建三维空间坐标系；步骤2，采集研究区域内的土壤电化学参数，包括土壤电阻率及土壤介电常数；步骤3，根据列车当前所处的位置计算钢轨电流分布，结合列车总牵引电流得到地铁沿线的杂散电流分布；步骤4，在COMSOL中构建基于三维空间坐标系的复合分层土壤模型，并进行参数设置：设置相应区域的土壤电化学参数以及地铁沿线的杂散电流分布；步骤5，在COMSOL中仿真计算土壤电位分布，得到研究区域内所有变电站位置的土壤电位；步骤6，构建研究区域内的电网直流模型；基于电网直流模型，并根据所有变电站位置的土壤电位，计算得到所有变电站的偏磁电流大小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2采集土壤电化学参数的方法为：首先了解研究区域的地质特点、土壤类型、土壤湿度、河流及山脉的分布情况；其次对研究区域进行土壤采集、钻探调查，采用温纳四级法得出具体的土壤电化学参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4构建复合分层土壤模型时，根据研究区域的地质结构特点，将研究区域分割为土壤电化学参数不同的块状区域，得到复合分层的土壤模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，列车采用双端供电运行方式，钢轨电流与杂散电流的计算方法如下：其中，表示地铁线路的任意位置；为钢轨电流，为杂散电流，单位为A；为钢轨电压，单位为V；为钢轨纵向电阻，单位为Ω/...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪砚茹，喻锟，曾祥君，唐雨杭，卓超，程新翔，韩炜，药炜，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：