第四章 牵引网模型

牵引网阻抗与牵引网结构、选用导线的型号和钢
轨的类型、数量，所采用的牵引网供电方式，大
地导电率以及采用的防干扰措施有关。 单线区段：主要与接触悬挂的类型，加强导
线的数量与位置有关，在设置吸-回装置的区段
还与回流线的数量与位置有关。 复线区段：除与以上因素有关外，还与双轨 轨距有关，目前我国一般为5m。
Z0 Z D 1 整理： I J n I J ( A B ) A B Z0 Z0 Z D
得：Z 0 A B(2 Z D Z 0 ) (1 n) I J Z 0 Z D

2.在机车处，x=l
1 I2 K IJ ( Ae l Be l ) Z0 U 2 Ae l Be l IJ I2 I2 U 2 I2 Z0
问题变成为Z1 、Z2、 Z12如何求？即所谓导线-地回 路阻抗如何求得
5.4 牵引网导线参数
构成接触网的各种导电线中既有圆形导线（如承力 R0 — 导线半径(mm)；ρ0 — 材料电阻率(Ω.m) 索），也有不规则导线（如钢轨和接触线），导线的 μ — 相对导磁率； f — 频率(Hz)； 参数在牵引网阻抗计算中需要用到导线电阻和导线当 k — 多股绞线 1.59 量半径。 单线 1 一、导线电阻(指交流电阻) 非铁磁质导线(铜、铝) 铁磁质导线(铁、钢轨等)
1 I K I J ( A e x B e x ) Z0 U A e x B e x
1 l l 整理：Z 0 I J K I J ( Ae Be ) Ae l Be l Z0
常用钢轨参数 1、当量半径

全并联AT牵引网建模与仿真作者：高强来源：《价值工程》2020年第06期摘要：为了更好地分析全并联AT牵引网的正常运行以及异常情况，根据现场实际情况，并做一些合理的简化，在此基础上建立全并联AT牵引网的Simulink仿真模型，对仿真结果进行分析，得到牵引网正常空载及短路状况下电压及电流的状态值，验证了模型具有一定的准确性，可用来进一步计算，为继保整定提供数据，为馈线保护仿真模块奠定基础。

Abstract： Inorder to better analyze the normal operation and abnormal situation of thefully parallel AT traction network， according to the actual situation on thesite， and some reasonable simplifications， based on this， a Simulink simulationmodel of the fully parallel AT traction network is established， and thesimulation results are performed. After analysis， the voltage and current statevalues of the traction network under normal no-load and short-circuitconditions are obtained， which verifies that the model has certain accuracy andcan be used for further calculations， providing data for relay protectionsetting， and laying the foundation for the feeder protection simulation module.關键词：全并联;AT牵引网;仿真模型;短路阻抗Key words： fullparallel;AT traction network;simulation model;short-circuit impedance中图分类号：U223 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1006-4311（2020）06-0292-030 ;引言在我国高速铁路不断发展的今天，铁路运量迅猛增加，这就要求牵引供电容量随之增加，因此，全并联AT供电方式被广泛采用。

压源；电流型变流器直流中间环节的储能器采用电感，相当
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牵引变流器
于恒流源，向逆变器输出的是恒定的直流电流。 在交-直-交流传动系统中，牵引变流器与牵引电动机之 间互为电源，又互为负载。牵引电动机一般为异步电动机。 在牵引工况，若从负载端来看变流器可分为电压型和电流型 两种。由于电压型变流器相对于电流型变流器具有较大的优 势，所以在现代轨道列车交流传动领域大多都采用电压型逆 变器。电流型变流器只为同步电动机供电或在一些城市、市 郊轨道运输装备中使用。 交流传动内燃机车等自备能源的列车，变流器由不可控 整流器和PWM逆变器组成，动力制动一般采用电阻制动。 电力机车/EMU牵引变流器由网侧整流器和电动机侧逆变 器两部分组成，无论是网侧的整流器还是电动机侧的逆变器
列车电力传动与控制
牵引变流器
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第4章 牵引变流器
4.1 两电平式牵引变流器
4.2 三电平式牵引变流器
4.3 变流器的设计
牵引变流器
第4章 牵引变流器
牵引变流器是交流传动系统的核心部件，能够实现四象 限运行，满足列车牵引、制动需要。牵引变流器的基本功能 是，把来自接触网或其它交流电源的交流电压，最终变换为 频率、幅值可调的三相交流电压，供给交流牵引电动机，将 电能转换为机械能，输出转矩驱动动轮旋转，在轮轨间产生
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牵引变流器
都属于开关电路，电路中开关器件的周期性通断，从根本上
破坏了交流电压、电流的正弦波形和连续性，在电压、电流 中产生了高次谐波，不仅给污染了电网，而且使电动机运行
性能恶化，谐波电流产生的脉动转矩将使电动机产生振动、
噪音，影响稳定运行。减小谐波和电流型两种。由于电压型变

牵引变流器
中工作。作为电力牵引用的变流器，相应地能够实现牵引、
制动状态下前进、后退四种工况。
电力机车/EMU交-直-交流传动系统，网侧采用四象限脉 冲整流器，构成交-直部分。负载侧采用三相逆变器，形成
直-交部分。中间环节为支撑电容和二次波滤波环节。
四象限脉冲整流器的突出优点是网侧功率因数高，可达 到1，等效谐波干扰电流小。 两点式脉冲整流器主电路元件可用两个理想开关 SA、SB 等效，其开关函数可表示为
波分量，改善转矩脉动状况并减少损耗。起动完成后，通过
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牵引变流器
接触器把它短接。
当列车进行再生制动时，整个系统的工作原理及方式没
有发生什么变化，主电路结构也不发生任何变化。为了使牵 引电动机能够进入发电机状态，控制系统应使异步牵引电动
机工作在负的转差频率下。
在交流传动电力机车发展的初期，为保证电气制动的可 靠性和安全性，还装有制动电阻和转换开关。如果电网不能 接受再生能量或网侧整流器发生故障，应立即在无电流状态 下接入制动电阻。
可以调节从电网输入的电流相位，使所取电流波形接近正弦
波形，并能在广泛的负载范围内，使列车的功率因数接近于 或达到1，电网只提供有功电能，对减小通讯信号的谐波干
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C2
Cd
L2


A

B C



图4–1 两点式变流器电路原理图
牵引变流器
扰和充分利用电网的传输功率方面都具有很重要的意义。另 外，四象限变流器能很方便地实现牵引和再生制动之间的能 量转换，能取得显著的节能效果。 四象限脉冲整流器将来自牵引绕组的单相交流电压变换