轨道交通牵引供变电技术第6章第1节 直流牵引供电系统短路故障分析方法
直流牵引供电系统短路故障分析
直流牵 引供 电系统短 路故 障分析
张 勋 李 乾
（ 西 南交通 大学 电气 工程 学院 ，成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘要
地 铁通常采用低压 直流 上下行接触 网全并联 的双端供 电方 式向机 车提供 电能，由于系统容
量大、供 电电 压低，牵引供 电系统直流侧短路电流对设备的危害大，因此直流牵引供 电系统短路计算 对于确 定继 电保 护装 置的整定值 、选择一次设备 具有 重要意义 。本文结合地铁现场的设备数据 ，建立 了２ ４脉 波整流机组 和牵弓 Ｉ 网的数 学模 型，使用建 立的等效数 学模型对近端短路和远端短路电流进行 计算 ，与短路 电流的仿真结果做 了对 比，并对未发 生短路的接触 网中产 生的环流进行 了分析。 关键词 ：直 流牵 引供 电；整流机 组 ；等效模 型 ；短路 电流
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｔ ｉ Ｓ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｔ ｏ ｕｓ ｅ ｌ ｏ ｗ． ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ＤＣ ｄ ｏ ｕ ｂｌ ｅ ｅ ｎｄ ｅ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐｌ ｙ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｌ ｏ ｃ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｕ ｐ ａ ｎｄ ｄ ｏ ｗｎ ｃ ａ ｔ ｅ ｎ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ， ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｌ ａ ｒ ｇｅ ｃ ａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｌ ｏ ｗ－ ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇｅ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏｆ ｓ ｈｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ＤＣ ｓ ｉ ｄ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐｌ ｙ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ．Ｓ Ｏ ｉ ｔ ｐ ｌ ａ ｙｓ ａ ｖｅ ｒ ｙ ｉ ｍ ｐｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｓ ｈｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ ＤＣ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｏｒ ｆ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｙｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｅ ｑ ｕｉ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ． Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｍｉ ｃ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ， ｔ ｈ ｉ ｓ Ｐ ａ ｐｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ２ ４一 ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｍｏｄ ｅ １ ．ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｌ ｏｓ ｅ ． ｕ Ｄ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ．ａ ｎ ｄ ｄｉ ｄ ａ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． ｔ ｈｅ ｎ ａ ｎａ ｌ ｙｚ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｒ ｔ ｏ ｎ— ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｃ ａ ｔ ｅ ｎ ａ ｒ ｙ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ＤＣ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐｌ ｙ； ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ；ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄｅ ｌ ；ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
直流牵引供电系统短路试验分析
直流牵引供电系统短路试验分析摘要：直流牵引系统可以给地铁列车提供一定的动力，有效保证地铁安全可靠运行，基于此，本文笔者依据具体工作经验分析了直流牵引供电系统的基本工作原理以及系统组成，提出短路试验方法及提出了如何解决短路问题的措施。
关键词：直流牵引；供电系统；短路试验地铁线路在缓解城市交通压力方面的重要性日趋显现,地铁直流牵引供电系统的安全可靠运行则对保证机车运行以及乘客的人生安全起到非常重要的作用。
直流系统的运行方式较多,故障时具有短路电流大、难切除的特点,不仅造成经济损失,甚至可能威胁乘客的人身安全。
地铁系统短路电流的准确计算不仅是系统设计规划的依据,也是继电保护整定的基础,对保证人身安全、降低故障损失都有着十分重要的意义。
1、直流牵引供电系统电网110kV的高压电源经过主变电所降压为33kV（10kV）供牵引变电所使用，牵引变电所通过整流变压器和整流机组将交流降压并整流为直流1500V （750V）向机车供电。
直流牵引供电系统如图1所示，地铁一般采用上下行接触网并联双端供电，钢轨回流的方式，其中钢轨通过绝缘垫与大地保持绝缘。
图1牵引供电系统图1.1、牵引变电所和牵引网牵引变电所两台整流变压器一次绕组分别移相+7.5°、-7.5°。
整流变压器将33kV降压为1180V，其二次绕组有一个星形绕组和三角形绕组，分别向两个三相整流桥供电，构成一套12脉波整流机组。
同时，通过与另一套12脉波整流机组经匹配构成一套等效24脉波整流机组，为机车提供DC1500V牵引动力。
牵引网由变电所母线至接触网的馈线、为机车授流的接触网和回流的钢轨组成，上下行的四条钢轨采用全并联的方式作为回流导体。
1.2、牵引网阻抗导体的阻抗由导体电阻和电感决定，导体内部磁链与流过导体的电流之比为内电感，外部磁链与流过导体的电流之比为外电感。
接触网的单位长电阻由式（1）给出，内电感由式（2）给出，由于组成钢轨的铁磁性材料的特殊性，其电阻、内电感的计算十分复杂，工程上通常采用经验公式（3）给出其电阻和内电抗，需要说明的是式（3）给出的是阻抗值，需要将其换算为电感值，在计算钢轨暂态参数时，使用8.13Hz的阻抗值较为准确。
城市轨道交通供电系统故障分析及应对方法
城市轨道交通供电系统故障分析及应对方法摘要：交通系统作为城市稳定发展的关键，是人们评价城市基础建设水平的关键因素。
现阶段，城市轨道交通是人们出现的首要交通工具，有着环保、载客量大等优点，所以也就成为城市基础建设不可缺少的一部分。
在这其中正确的供电系统才能够保证城市轨道交通稳定运行，电力系统的运行直接影响到城市轨道交通的稳定性。
关键词：城市轨道交通；供电系统；故障分析；应对方法1城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统电力的来源可以从发电厂（站）经区域变电站高压线路引用，也可以直接从次级电压的城市供电网得电，这主要由供电系统的实际需求和当地电网的供电能力决定。
如果直接从地方高压电网得电，一般需要增加一级主降压变压器，通过该变压器把高压输电电压从110-220kV降低为10-32kV以符合直流牵引变压所的需求。
按照供电路线从发电厂（站）、升压变压器到高压输电网、区域变电站直至主降压变电站部分通常被称为“外部供电系统”。
而从主降压变压器以后的部分，包括牵引变压所、馈电线、接触网（轨）、走形钢轨、回流线以及机车内部牵引电路等统称为“牵引供电系统”。
机车内部的牵引主回路主要分为牵引主电路、辅助电路和控制电路。
牵引主电路的核心结构为牵引变压器、整流器和牵引电机。
主要功能为列车在牵引和制动时，完成能量的传递和转换，此电路的特点是大功率、高电压和大电流。
辅助电路主要包含两类：交流辅助电路和直流辅助电路，其主要功能是为主电路的通风、冷却辅助电机和电子控制、空调设备等提供电源，功率较小。
控制电路同样包含两类：电器控制电路和电子控制电路。
前者功能是完成电路或气路的开关机逻辑互锁，主要指继电器、电控阀、气动开关等电动或气动的逻辑开关；后者的作用是配合主辅助电路对机车进行控制，主要包含特性控制、防控/防滑、移相控制及脉冲变压器等控制单元。
供电系统中包含着诸如接触网（轨）、回流线等由数量众多的零部件，以及由多条长距离导线构成的输电线路，部分零部件起到悬挂和定位等作用，其主要性能和状态是通过力学进行研究，在系统功能上只负责电能的传输。
直流牵引供电系统短路故障分析
直流牵引供电系统短路故障分析摘要：目前，在轨道交通系统中，一般都是以低电压的 DC上、下接的两种形式为电力系统供电，但系统容量大，供电电压低，所以在电力系统中，直流侧的短路对电力系统的影响很大。
通过对24脉冲整流器和牵引网的分析，利用已有的等值数学模式，分别进行了近侧短路和远侧短路的计算，并与模拟的短路进行了比较；本文还对不存在短路的电网中的电流进行了计算和分析。
关键词：直流牵引；供电系统；短路；故障分析前言：随着我国的社会和经济水平的提高，需要建设更多的地铁以便于人民的生活，特别是在省会城市建设了大量的地铁。
在目前的技术条件下，采用低电压 DC电源对城市地铁具有巨大的优越性，而且比其它的电力方式更加具有经济效益。
目前大部分的地铁线路采用的是750 V和1500 V的电力供应方式。
然而，它也有缺点，例如，如果系统发生了故障，那么它所造成的短路将会对整个地铁的运行造成很大的威胁。
而当地铁在高速运行时，其馈电线路的电压也会有较大的差别，也就是说，其运行速率对电力供应的幅值有很大的影响。
此外，当电力供应系统发生短路时，其短路的幅度也与其距离有很大关系。
因此，通过对电力系统中存在的短路故障进行研究，并据此制定相应的对策，以保证铁路系统的安全和可靠运行。
1、直流系统的短路保护操作1.1短路的故障实例例1：接地和正极间的短路。
某工程工地位于 A变电站旁，因开挖作业不慎造成了 DC支线电缆的接地事故，导致 A变电站的控制信号二次回路，大面积的烧毁网络隔离柜，在短路时产生了大量的火光和白色烟雾。
最终，变电站里的所有直流开关都出现了短路，电力供应中断，设备陷入了停滞。
随后检测结果显示，当发生短路时，最大电流为5527 A，框架保护动作，整个工作时间为23毫秒。
例2：阳极-阴极间的短路。
一条普通的地铁，在经过一段接一段的电力供应区域后。
因为工作人员的操作不当，在弓身的表面留下了一些金属的痕迹，在正常的行进中，这些金属器具与火车、接触网等产生了摩擦，从而导致了电路的故障,这次意外导致地铁在5分钟内停了下来。
轨道交通牵引供变电技术第6章第1节 直流牵引供电系统短路故障分析方法
I eq2
(A)(6.3b)
轨道交通牵引供变电技术
轨道交通牵引供变电技术
2. 双边供电短路计算 不考虑相邻牵引变电所的影响时，两座牵引变电所 双边供电发生短路的等值电路如图6.5（a）所示。 经△-Y变换的等效电路如图6.5（b）所示。
（a）
（b）
图6.5 牵引网双边供电短路不考虑相邻牵引 变电所等值电路图
轨道交通牵引供变电技术
图中 U d 0 ——牵引变电所母线空载电压 Req1 、 Req 2 ——牵引变电所等值内阻 Rc 、Rc1 、 Rc2 ——各段接触网电阻 Rr1 、Rr 2 ——走行轨电阻（上、下行并联） Rc Rc1 Rc Rc2 R Rq2 图6.5（b）中 ，q1 R R R ， ，
轨道交通牵引供变电技术
一、牵引变电所等值内阻的电路图法[6]
牵引变电所内阻包括以下四 个部分的设备的阻抗：交流 中压电缆、牵引整流变压器 、整流机组、直流电缆。直 图6.1 牵引变电所稳 态等值电路图 流侧牵引网端口牵引变电所 的稳态等值电路如图6.1所示， U 为牵引变电所直流母线空载电压，牵引变电所 的等值内阻 Req 实质上就是外特性的斜率，因此与 整流机组参数有关，并且在不同点短路，短路电 流就不同，等值内阻也不同。
c c1 c2
Rc1Rc2 Rq3 Rc Rc1 Rc2 。
Rc Rc1 Rc2
轨道交通牵引供变电技术
节点电压法求解图6.5（b）的等效电路，可以得到 短路点总的短路电流 I k和两牵引变电所供给的短路 电流 I eq1和 I eq 2 ：
城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析
表， 显示直流输出电压。还装有７个指示灯， 分别显示整流器 羞
的 各 种故 障 时 的报 警 和 跳 闸信 号 （ 如 图 ２所 示 ） 。 舌
合 上 辅 助 电 源 的 断路 器 ， 关上整流柜前后 门， 交 流 开 关合
￡ ０ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ Ｏ Ｎ Ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ４ ／ ５
交通环保
城市轨道交通牵引供 电直流 系统 的 运行和常见故障分析
李玉萍（ 中 铁七局集团电 务工程 有限 公司， 河南 省 郑州市４ ５ ０ ０ ０ ８ ）
【 摘 要 】 随着我 国城市化水平 的不断完 善， 城市交通成为城市化进程中的一个重要 问题。牵 引供 电系统是城市轨 道交通的最 重要子 系统之
几 种 典 型 直流 故 障。
【 关键词 】 城市轨道交通 ； 牵 引供 电系统 ； 直流系统 ； 故 障分析 【 中图分类号】 Ｔ Ｍ ９ ２ ２ ． ３ 【 文献标识码 ｌ Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０ — ０ ２ ４ ３ — ０ ３
温保 护 。
柜、 直 流 电缆 等组 成 。
交流 侧 浪 涌过 电 压 保 护 采 用 Ｒ Ｃ过 电压 保 护 。其 中有 两
组Ｒ Ｃ保 护 电路 ， 每 组 以星 形 连 接 其 中心 点 悬 空不 接 地 。交流
１ ． １ 整 流变 压器
联 运 行 的 两 台 整 流 变压 器 一 次侧 绕组 分 别 移 相＋ ７ ． ５ 。 和一 ７ ５ 。 ，
引 言
牵 引供 电 系统 由主 变 电 所 、 环 网 系统 、 牵 引 变 电 系统 、 电 力监 控 系统 、 接 触 网 系统 、 杂散 电 流 防护 和接 地 系统 等 组 成 。
直流牵引供电系统短路试验分析
直流牵引供电系统短路试验分析金雪丰;陈裕楠;童翔【摘要】直流牵引供电系统的短路试验是验证直流牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性和可靠性的重要环节.以武汉轨道交通4号线二期工程现场直流牵引供电系统短路试验为例,介绍短路试验的前提条件、试验程序和试验方法.试验前,人为设定一个短路点,检查断路器等保护元器件是否正常,连接好数据采集系统以采集短路时的电流、电压等波形,用Matlab软件搭建短路时的电路模型,对预期短路电流进行仿真计算;试验后,对短路试验的实际数据与仿真数据进行分析,得出开关保护动作正常可靠,并计算出实际的分断电流大小为8.15 kA,为直流牵引供电系统短路试验的进一步研究提供参考.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2016(029)003【总页数】4页(P103-105,109)【关键词】牵引供电;短路试验;断路器;综合保护【作者】金雪丰;陈裕楠;童翔【作者单位】中船重工第712研究所武汉430064;中船重工第712研究所武汉430064;中船重工第712研究所武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U231.8可靠、稳定的直流牵引供电系统是城市轨道交通列车安全、高效运行的重要保障，意义重大，不容忽视。
因此，列车试运行之前对直流牵引供电系统进行实际短路试验显得尤为重要。
该试验的目的是测试牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性、选择性和可靠性，验证直流断路器的快速分断能力。
通过该短路试验，检查牵引供电系统各设备之间的配合能力是否安全可靠，检验各设备的整定值、动作时间等各项技术参数是否正确，是否符合现场运行技术要求。
通过分析试验数据，判断综合保护和断路器谁先启动保护，以便更精确地对直流牵引供电系统各设备参数进行调整，更好地保护系统和设备，保证直流牵引供电系统安全、可靠、稳定运行。
直流牵引供电系统经过系统联调试验，直接短路脱扣整定值为8 kA，微机综合保护装置整定值设定为50 kA/s，交流侧保护开关与直流侧保护开关应具有选择性。
城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析
城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析摘要：新时期发展背景下，城市经济明显的好转，城市轨道交通事业也有了进一步的发展，新型轨道交通工具得到了广泛的应用，为城市居民的出行提供了便利。
但是，纵观我国城市轨道交通事业的发展现状，由于在牵引供电直流系统方面的研究和开发起步较晚，这就导致城市轨道交通牵引供电直流系统的运行存在着一定的故障，影响城市轨道交通的正常运营。
对此，文章之中分析了城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障，提出几点解决措施。
关键词：城市轨道交通；牵引供电；直流系统；运行故障目前，城市化建设水平的提升，推动了城市交通事业的发展，轨道交通的建设已经成为衡量城市化建设水平的重要指标之一。
轨道交通工具有着准时、环保、节能等诸多优势，成为了城市缓解交通压力的重要措施。
但是，城市轨道交通工具使用的时候存在着一定的问题，主要是因为牵引供电系统所引起的，维持牵引供电系统的正常运行，方可维持城市轨道交通的正常运营。
所以，当前必须研究城市轨道交通牵引供电直流系统的运行与常见故障，探索解决措施，才能够推进城市轨道交通事业的发展。
一、城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析（一）交直流系统参数不稳定引发的运行故障就城市轨道交通来看，在其直流牵引系统之中，主要涉及到的就是直流的变换过程，这个过程中，交直流系统参数的变化，会对直流牵引网故障稳态过程带来很大的影响。
在直流的变换过程中，如果直流系统运行参数缺少稳定性，既会对直流牵引网的安全运行带来不利的影响，还会在一定程度上增加运行故障的发生几率，降低系统的运行效率。
另外，交直流系统参数不稳定的话，还会在一定程度上增加直流牵引系统当中的交流电阻和电感之比，此时短路电流的幅值会提升，必然会对轨道交通直流牵引系统的安全运行带来消极的影响。
（二）轨道暂态电气参数引发的故障就城市轨道交通牵引供电直流系统用来看，一旦直流参数发生变化，必然会对比系统自身的故障暂态过程产生消极的影响。
地铁牵引供电系统直流短路试验调试的探讨
地铁牵引供电系统直流短路试验调试的探讨摘要：地铁机车采用直流牵引，对牵引供电系统稳定性和可靠性有很高的要求，地铁直流牵引供电系统的保护是地铁供电系统稳定可靠工作的关键。
地铁牵引供电系统直流短路试验的原理就是在牵引网可靠接地的前提下，通过直流开关柜向牵引网送电，根据短路试验前保护定值的设定，对应的馈线开关应保护动作，校验牵引供电直流开关柜保护的可靠性、准确性、选择性、灵敏性。
基于此，本文将对地铁牵引供电系统直流短路试验调试进行分析。
关键词：地铁；牵引供电系统；直流短路试验调试1 地铁牵引系统可靠指标牵引供电系统是指通过电力系统或者在一次供电系统处接收电流，而其在将工频交流转化成低频或者直流电压时，才会为电力机车负荷提供其所需要的电能，完成使用牵引电能的传输，保障其可以顺利的完成配电功能的系统。
保障铁牵引供电系统的稳定性，就是需要保障在行驶中的电力机车可以在轨道上稳定地运行。
目前，要保证我国地铁牵引供电系统的稳定性，首先要保障地铁牵引供电系统设备自身的结构可以安全以及稳定地运行。
反映地铁牵引系统可靠性的指标为：供电质量指标、故障停电指标、外部影响指标、预安排停电指标以及设备性能指标等。
其中，供电直流指标又分为：可靠性指标（一年之中有效供电时间/统计时间）、延误时间（每年列车延误时间总和）、延误列车数（每年延误列车总数）、平均延误时间（每年中每一次延误列车的平均延误时间）、平均延误列车数（一年中平均每此故障停电导致的延误列车数量）；而故障停电指标则有：停电时间（一年中故障停电时间总数）、平均停电时间（每年中平均每次故障停电时间）、接触网的故障率（每年中，平均每100km接触网的故障次数）、牵引变压器故障（每年中平均每100台牵引变压器故障次数）；外部影响指标：预安排停电时间（每年预安排停电时间总数）、预安排平均停电时间（每年平均每次预安排停电时间）；外部影响指标主要是指外部影响停电率（每年中牵引供电系统外部原因所导致列车停电时间和系统总部停电时间的比）；以及设备性能指标：设备出故障率（每年中一种设备平均故障次数）和设备故障持续时间（每年中某类设备平均每次故障的持续时间）。
城市轨道交通直流牵引供电网短路故障分析
城市轨道交通直流牵引供电网短路故障分析摘要：直流供电网故障分析对整个城市轨道交通系统的规划设计、设备选型、保护配置与整定都起着举足轻重的作用。
若地铁直流供电系统内部ft现故障，有可能对整个电网造成严重影响。
本文应用Matlab/Simulink 软件对地铁牵引供电系统中的整流器和直流系统进行建模，分析了整流器的运行特性，研究了直流供电网在近端短路和远端短路情况下系统的动态响应，为优化设计、指导直流供电系统的参数设置和系统调试提供了有价值的参考。
关键词：直流牵引供电系统；整流器；短路故障0 引言随着我国经济的发展，城市建设规模在不断扩大，许多大中城市轨道交通的规划和建设已提上议事日程。
直流牵引系统的安全可靠运行是整个城市轨道交通安全畅通运行的基础。
西安市在建地铁线路有6 条，全部采用24脉波整流和DC 1500 V牵引供电制式。
一旦地铁牵引供电系统出现故障，可能对整个西安市电网造成严重影响，因此对直流牵引供电系统的故障分析及其相关问题的研究十分重要。
近年来，国内城市轨道交通发展迅速，但对于城市轨道交通直流供电系统故障机理的研究却较滞后。
交直流变换过程对直流供电网的影响和直流牵引网轨道暂态电气参数变化对暂态过程的影响是直流供电系统故障分析中的难点，其关键在于交直流变换过程的计算与分析和牵引网轨道暂态电气参数的建模与计算。
交直流变换系统是直流牵引供电系统的一个关键环节，对其进行详细地建模分析是直流牵引供电系统运行与故障机理研究的基础之一。
本文采用Matlab/Simulink 软件对直流供电网系统进行建模与仿真计算，详细地分析了24 脉波整流装置的运行工况以及理想状态下的整流特性，系统地研究了直流供电网短路故障暂稳态过程。
1 城市轨道交通直流供电系统在城市轨道交通供电系统（图1）中，一般将整个电力系统分为3 大部分：①电源系统，指由城市公共电网提供的交流电源点，如110 kV、35 kV或10 kV 等；②直流供电系统，主要包括降压整流系统、直流牵引网等；③内部变电/ 配电系统。
直流牵引供电系统短路试验浅析
直流牵引供电系统短路试验浅析王军翁创业（武汉地铁集团有限公司１．供电部；２．运营公司维修部：湖北武汉 ４３００３０）直流牵引供电系统的短路试验是验证直流牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性和可靠性的必要环节。
文章结合武汉轨道交通１号线二期工程现场直流牵引供电系统短路试验过程及数据，对短路试验的前提条件、程序、方法、注意事项等进行了分析。
牵引供电；短路试验；断路器；继电保护Ｕ２７０．７Ａ１６７２－１１８７（２０１１）０４－００６４－０Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＤＣ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｓｔ ＷＡＮＧ Ｊｕｎ ＷＥＮＧ Ｃｈｕａｎｇ－ｙｅ ２０１１－０２－２０王军，２００４年毕业于沈阳建筑大学电气工程及其自动化专业，现从事建筑工程机电设备技术选型支持及安装维护工作。
万方数据－６５－万方数据＠＠［１］ ＧＢ １４０４８－２００６，低压开关设备和控制设备［Ｓ］．＠＠［２］ ＩＥＣ ６０９４７－２００１，低压开关设备和控制设备［Ｓ］．＠＠［３］ ＩＥＣ ６００７７－３－２００１，铁路应用机车车辆用电气设备第３部分：电 工元件直流断路器规则［Ｓ］．＠＠［４］ ＥＮ ５０１２３ －１－２００３，铁路应用固定装置直流开关第１部分：总则 ［Ｓ］．＠＠［５］王念同，魏雪亮．２４脉波牵引整流变压器的联结组［Ｊ］．变压器，２００２， ３９（６）：９－１２．＠＠［６］王亚玲，吴命利．直流牵引变电所在供电系统运行仿真中的建模［Ｊ］． 电气化铁道，２００５（４）．＠＠［７］龚廷志．直流牵引供电系统数学模型与短路计算研究［Ｍ］．北京：北 京交通大学，２００９．万方数据。
地铁牵引供电系统直流短路简化计算与分析
地铁牵引供电系统直流短路简化计算与分析发表时间：2020-07-03T02:53:35.444Z 来源：《建筑细部》2020年第5期作者：周源[导读] 需要对牵引供电的模型进行简化，在满足设计整定计算和设备选型的前提下，又能减少计算量。
佛山轨道交通设计研究院有限公司 528000摘要：牵引供电系统直流短路计算是地铁供电系统直流设备选型及继电保护整定重要依据。
本文对地铁牵引供电系统的组成进行了分析，研究牵引供电网络简化模型的建立，重点对供电系统直流母线短路、接触网对钢轨短路、接触网对屏蔽门短路等故障类型进行分析论述，校核OVPD、排流柜、单向导通装置等相关设备短路电流耐受能力。
关键词：地铁；牵引供电；直流短路；计算模型1概述地铁牵引供电系统是列车安全稳定运行的核心，系统由牵引变电所、接触网及回流轨三大部分组成。
牵引供电系统一般采用直流1500V 或750V供电，牵引变电所设置正、负极母线，正极母线与接触网连接，向列车授流，而钢轨作为回流轨与变电所负极柜连接，形成电气闭环。
直流系统供电电压相对交流系统要低得多，因此，发生短路时，短路电流较大，这对断路器开断能力和设备耐受能力要求更高。
直流短路的电气参数也与交流系统不同，电气模型复杂，准确的计算过程繁琐。
因此，需要对牵引供电的模型进行简化，在满足设计整定计算和设备选型的前提下，又能减少计算量。
2牵引供电系统的构成地铁牵引供电系统主要设备包括牵引变压器、整流器、直流断路器、隔离开关、直流电缆、钢轨电位限制装置、排流柜、回流轨等，在停车场还设置有单向导通装置。
牵引变电所内两套牵引整流机组接在同一段35kV母线上，牵引变电所两套牵引整流机组并联运行构成等效24 脉波整流，DC1500V 侧采用单母线接线方式。
正线牵引变电所设置 2~4 回 1500V 馈线，向上、下行接触网供电，与车辆段、停车场出入段线衔接的牵引变电所另外设置 1~2 回1500V 馈线向出、入段线接触网供电；车辆段/停车场牵引变电所直流正母线根据需要设置 4~7回 1500V 馈线，向车辆段/停车场接触网供电；系统运行方式主要分为正常及故障运行方式两种。
地铁牵引供电系统直流侧短路故障
地铁牵引供电系统直流侧短路故障摘要：地铁供电系统,是地铁工程中重要机电设备系统之一,它担负着为地铁列车和各种辅助设备供电的重要任务。
供电系统的安全性,关系着乘客安全、运营人员安全、行车安全、设备安全等多个方面。
直流系统短路故障分析即是地铁供电系统设备选型及继电保护整定计算的依据,同时也是保证继电保护可靠性、选择性、灵敏性及速动性的基本条件,为地铁供电系统的安全性提供了必不可少的保障,具有重要意义。
关键词：城市轨道；短路；故障一、城市轨道交通牵引供电系统典型的城市轨道交通供电系统一般包括高压供电源系统(城市电网)、牵引供电系统与动力照明供电系统三部分。
高压供电源系统采用不同的供电方式经交流母线为牵引供电系统输送高压(35kV)或中压(10kV)三相交流电，牵引供电系统通过牵引变电所将三相交流电转变成适用于轨道车辆的低压直流电(750V或1500V)，经馈电线将直流电输送至牵引网(接触网或第三轨)，轨道车辆通过受流器(受电弓或受电靴)与接触网的直接接触获得电能，并由走行轨和回流线返回至负极。
二、城市轨道交通供电直流侧短路故障的主要类型（一）非金属性短路非金属性短路主要是指第三轨与走形轨经过渡电阻短路或者是绝缘泄漏，从而发生非金属性短路故障。
比如在雨雪天气环境下，暴露在户外的城市轻轨在雨水或者是积雪作用下被覆盖，间接的成为导体从而与行轨发生短路。
另一方面，也可能是在长时间的运行过程中接触网或者是第三轨的出现绝缘老化现象，从而导致电流外放和泄漏，泄漏的电流通过绝缘支座在流向接地扁铜后经由变电所地网，最终回流至变电所负极，从而引发非金属性短路故障。
同金属性故障相比，非金属性故障下产生的短路电流相对较小，所以造成了其短路现象不容易被察觉。
但是随着运行时间的不断加长，可能会产生接触电压或者是跨步电压，严重情况下还会出现电弧，从而使短路故障进一步扩大，给城市交通轨道电力系统的稳定运行以及人身安全都带来了较为严重的影响。
轨道交通供电系统直流牵引故障分析及解决措施
轨道交通供电系统直流牵引故障分析及解决措施摘要：本文通过统计国内某地铁企业运营数年来供电系统的故障案例，主要针对供电系统直流牵引故障进行原因分析，将故障原因分为设备元件故障、人员违章操作、外部异物侵限等几大类，每大类再分析其具体原因，找出薄弱环节，并提出应对措施。
关键词：地铁；供电；故障分析；解决措施1 序言轨道交通是一个现代化城市的生命线，而供电系统则是为轨道交通提供通信、牵引、动力、照明等一切设备能源的重要部分，地铁供电系统包括外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统等。
供电系统的安全稳定运行是城市轨道交通实现快速、高效、便捷输送乘客服务的保障，一旦出现供电故障将在不同程度上影响地铁的行车、客运服务。
因此，对供电系统故障分析和应急解决措施的研究有着深远的意义[1]。
本论文选取了国内某地铁企业2012年至2014年三年间涉及供电系统的有代表性的故障事件案例共29起，分析了造成供电系统直流牵引故障的主要原因，找出供电运营维护的薄弱环节，并提出针对性的措施。
2 故障原因分析选取的29起供电系统故障事件案例故障原因分布情况统计结果如表1。
通过分类统计可见，发生在直流开关柜、接触网及35KV开关柜等设备的故障较多，其中，高压交直流开关柜及接触网的故障发生率总体较高，即直流牵引部分的故障案例共17起，占故障总量的59%，比重最大，然而该部分的供电故障对接触网的影响也是最直接的，行车、客运服务受影响面最大，对行车组织应急处置的要求也最高。
2.1弓网设备故障刚性接触网在长期使用过程中会出现汇流排“蛇形”扭曲变形、锚段关节处汇流排绝缘子损坏、接触线脱槽等常见问题，导致弓网间出现拉弧。
由弓网关系不良也容易引发故障。
刚性接触网弓网关系一直是业界难题，主要原因是：与柔性接触网“之”字形布置不同，刚性接触网采用正弦形布置，加之刚性接触网本身弹性不佳，造成了电客车受电弓碳滑板在接触网拉出值范围内的不规则磨耗，并且在拉出值的边缘及中部形成凹槽。
地铁牵引供电系统直流侧短路故障研究
０ 引 言
近年来城市轨道交通发展迅速，合理的轨道线路布局、高 效安全的轨道交通运行对于改善市民公共出行条件、缓解高峰 时段城市交通压力、优化城市整体发展布局起到重要的促进作 用。然而，频发的轨道交通供电系统直流侧供电故障给地铁的 安全运营带来了新的挑战，其中最为常见的是牵引供电系统短 路故障。为了增强供电系统运行可靠性、提高轨道交通出行安 全 性 ，一 方 面 进 行 线 路 保 护 的 装 置 研 究 ， ［１２］ 使 得 保 护 装 置 灵 敏动作切断故障电路，将故障可能产生的危害将至最低，另一 方面进行牵引网故障定位的算法研究，利用故障后的线路电气 量数据进行故障定位与排查检修，快速恢复轨道交通的正常 运行。
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计算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（６） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾６７１ ４５９８（２０１８）０６ ００３２ ０３ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．０６．００８ 中图分类号：Ｕ２２６ 文献标识码：Ａ
地铁牵引供电系统直流侧短路故障研究
徐超群，杨 俭，袁天辰
（上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 ２０１６２０）
摘要：牵引网短路故障中线路电气参数的暂态变化是研究轨道线路保护与控制技术和短 路 故 障 定 位 技 术 的 基 础； 基 于 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕ ｌｉｎｋ建立了２４脉波整流电路模型，计算了集肤效应作用下等效接触网与钢轨网的电阻和电感值，建立了直流牵引供 电 系 统 牵 引 网 短 路 故 障仿真模型，利用该模型对空载线路下牵引变电所近端与远端的牵引网短路故障进行仿真，分析电流瞬态值随不同故障距离变化情况； 仿真结果曲线充分反应整流机组等非线性器件使得近端短路瞬态电流峰值呈振荡收敛状态，证明了该模型的准确性，为牵引变电系统线 路保护装置的精确配置提供参考。
城市轨道交通直流牵引供电网短路故障分析
城市轨道交通直流牵引供电网短路故障分析摘要：在我国经济发展的推动之下，我国城市建设规模在逐渐地扩大，诸多大中城市轨道交通的规划以及建设已经成为百姓十分关心的问题。
直流牵引系统的健康可靠地运行可以保障整个城市轨道交通安全畅通运行。
基于此，本文简要论述了城市轨道交通直流牵引供电网短路故障的原因。
关键词：城市轨道交通；直流牵引式；短路引言做好城市轨道交通直流牵引供电网，不仅仅可实现车辆的跨线运行、将备用车数量不断减少，也可以减少车辆以及牵引供电系统设备的备品备件品种以及数量、可以方便备品备件的统一调配，此外，还可以便于车辆以及牵引供电系统检修设施、人力资源的综合利用以及管理。
一、轨道交通供电系统结构 1-城市电网2—主变电站3—直流牵引变电所4—馈电线5—接触网6—走行轨道7—回流线图1 地铁供电系统如图1地铁供电系统所示，地铁供电系统负责为车辆及供电设备提供动力能源，一般包括高压供电系统(外部电源，即城市电网提供的交流电源点如110 kV：35 kV或10 kV等)和地铁内部供电系统2大部分。
地铁内部供电系统由牵引供电系统和动力照明供电系统组成。
牵引供电系统中的牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆运用的低压直流电，馈电系统再将牵引变电所的直流电送到接触网上，电动车辆通过受流器与接触网接触而获得电能。
2、直流短路故障分析的工程意义直流牵引网线路保护是保障牵引系统安全运行的一个重要环节。
与交流系统相比，直流牵引系统在结构、运行方式以及故障特征方面存在着较大的差异，使得直流牵引系统线路保护的实现也有其独特之处，需要具体问题具体分析。
在地铁供电系统中，短路故障分析极其重要，通过它可以正确地进行设备选择，整定直流开关及保护装置，验证直流牵引供电系统运行的可靠性并校核测试段牵引直流回路的完整性。
高速直流断路器作为大电流故障的主保护装置，隔断线路正负极间金属性或近端经小过渡电阻的大电流。
根据直流牵引系统的故障特点，当直流侧近端发生正负极直接金属性短路时，电流上升率很大，故障电流甚至可高达到数万安培，此时直流断路器本体大电流脱扣须可靠、迅速地动作以切断故障电流。
城市轨道交通DC1500V直流牵引供电系统短路故障
城市轨道交通DC1500V直流牵引供电系统短路故障发布时间：2021-01-22T07:35:37.530Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：肖彬[导读] 随着我国城市交通建设的不断发展完善，城市轨道交通的运行方式越来越受到人们的欢迎，根据城市公共交通等分类标准来看，城市轨道交通包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车及磁悬浮系统等，这些交通方式具有很多优点，如节能环保、耗能低、对环境压力小、出行运量大、受环境影响程度小、安全有保障、速度快等，可以节约时间，有效减少拥堵，因为一部分城市轨道交通是在地下运行，比如地铁等。
长沙市轨道交通运营有限公司湖南长沙 410000摘要：随着我国城市交通建设的不断发展完善，城市轨道交通的运行方式越来越受到人们的欢迎，根据城市公共交通等分类标准来看，城市轨道交通包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车及磁悬浮系统等，这些交通方式具有很多优点，如节能环保、耗能低、对环境压力小、出行运量大、受环境影响程度小、安全有保障、速度快等，可以节约时间，有效减少拥堵，因为一部分城市轨道交通是在地下运行，比如地铁等。
综合上述特点，城市轨道交通有着很好的发展前景和探索方向，但是也不乏出现一些问题，比较常见的是牵引系统的故障问题。
关键词：城市轨道交通；DC1500V；牵引供电系统；短路故障1 城市轨道交通DC1500V供电系统的基本运行原理城市轨道交通牵引供电系统有交流牵引供电和直流牵引供电两种，我国的地铁供电系统主要采用的是直流牵引DC1500V供电系统。
在城市轨道交通DC1500V供电系统中，电能可以从直流牵引变电所经过馈电线、接触轨输送到地铁车辆上，然后经过回流线、钢轨回流牵引变电所。
典型的直流牵引DC1500V供电系统由主降压变电所、直流牵引变电所、回流线、馈电线、接触网、轨道等部分组成。
馈电线是一种链接牵引变电所和接触网的导线，在运行中，将经牵引变电所换成合乎牵引制式用的电能馈送给接触网[2]。
变电站直流系统短路故障问题分析与对策
变电站直流系统短路故障问题分析与对策摘要：随着经济的发展，人们对于电力的需求也在增大，从而导致电力技术的大步发展。
而在技术的发展过程中，变电站对于系统的重要性也在增加，对于变电站直流系统的稳定性也提出了越来越高的要求，如果直流系统发生故障问题，就可能威胁其运转与运行，本文从变电站直流系统出发，全面分析变电站直流系统故障原因及危害，着重对各故障应采取的对策进行了深刻剖析和总结，希望在今后的变电站运行过程中，能够为实现可靠运行和安全运行提供帮助。
关键词：变电站；直流系统；短路故障；问题分析；对策1、前言在整个的供电线路中，变电站直流系统独立运行，发挥着核心供电作用，只有确保其常规运行、正常运转才能实现整个电力系统的高效运转，随着供电量的不断增加，变电站直流系统面临着巨大的问题和压力，一般情况下，直流系统是十分安全稳定的，但由于系统的复杂和设备的精密以及外部环境的多变性，直流系统可能会产生小故障，因此，对变电站直流系统短路故障问题的分析具有重要的现实意义。
2、直流系统故障类型及危害2.1直流电源失压变电站直流系统作为变电站的中枢神经系统，用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。
当继电保护、自动装置或者是开关分合闸回路失去直流电源，当本站设备或线路发生故障时，将造成保护或开关拒动，由相邻变电站跳闸切除故障，造成扩大事故，甚至影响到电网的安全。
而当控制回路、监控系统、信号回路失去直流电源时，运行人员就会失去监控设备的眼睛和耳朵，无法掌握设备的运行状态、系统潮流等，无法进行设备的正常操作。
所以当发生直流系统失压故障时，运行人员必须在最短的时间内查出故障并消除，恢复直流系统正常运行。
2.2直流系统接地直流接地故障是变电站直流系统最常见的故障，是许多变电站的一个顽疾。
当直流系统发生一点接地时，不影响直流系统的正常工作，但是一点接地长期工作是不允许的，长期运行易发展形成两点接地，而直流接地故障中，危害较大的是两点接地，两点接地故障，可能会构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸导致越级跳闸，引发电力系统严重故障的严重后果。
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一、牵引变电所等值内阻的电路图法[6]
牵引变电所内阻包括以下四 个部分的设备的阻抗：交流 中压电缆、牵引整流变压器 、整流机组、直流电缆。直 图6.1 牵引变电所稳 态等值电路图 流侧牵引网端口牵引变电所 的稳态等值电路如图6.1所示， U 为牵引变电所直流母线空载电压，牵引变电所 的等值内阻 Req 实质上就是外特性的斜率，因此与 整流机组参数有关，并且在不同点短路，短路电 流就不同，等值内阻也不同。
轨道交通牵引供变电技术
城市轨道交通直流牵引供电系统是由多个牵 引变电所与牵引网共同构成的一个多电源网络，接 触网发生短路时，全线的牵引变电所都向短路点供 电，并且根据运营需要，每个供电分区都可以进行 单边供电、双边供电或大双边供电。
轨道交通牵引供变电技术
城轨交通直流牵引网短路电流的计算和 电力系统与交流供电网阻抗参数、牵引变电 所分布、牵引整流变压器参数、整流机组参 数与外特性以及供电方式、牵引网阻抗（电 阻）等有关。此时，短路电流剧增，整流变 压器二次侧和整流器处于多相短路的非正常 换相状态，精确计算直流系统短路电流值非 常困难。工程上常采用经验公式或仿真、实 测等方法进行直流牵引供电系统短路电流计 算。
第六章 城市轨道交通直流牵引 供电系统短路故障分析和常态运 行下的杂散电流
第一节 直流牵引供电系统短路故障分 析方法
轨道交通牵引供变电技术
第一节 直流牵引供电系统短路故障分析方法
在短路情况下，比正常工作电流大得多的故 障电流通过母线和电气设备，将造成严重发热； 同时由于电磁作用，带电导体之间产生很大电动 力，使设备与母线承受巨大的机械应力；短路功 率的增大将使断路器等断流设备在断开故障电路 时造成困难，必须进一步认识、掌握这些规律。 造成直流牵引供电系统短路故障的原因可以 归纳为正极对负极短路故障和正极对大地短路故 障两大类。
U d0 U d0 Req1 Rc2 Req2 Rr2 1 U d0 1 1 1 Req2 Rc2 Rr2 R R R R R R eq1 c1 r1 c2 eq2 r2
轨道交通牵引供变电技术
根据北京地铁现场短路试验的总结，短路点与 变电所的距离不同取不同的内阻系数 k r 。一般来 说，短路点远离变电所时（短路点距变电所＞ 400m时）， k r 可取1；出口短路时，k r 可取1.3。
轨道交通牵引供变电技术
牵引变电所等值内阻的电路图法计算直流牵引 供电系统的短路电流，有以下假设条件：直流牵引 网短路的供电网络中，各牵引变电所为电压源，其 电压均为直流母线空载电压 U d0 ，大小相同；牵 引变电所的等值内阻 Req因到短路点的距离不同而 不同，可根据经验取值。然后，按照直流牵引供电 系统短路时的实际网络画出等效电路图，供电网络 中只包含电阻，利用电路的基本定律和网络变换， 可以计算出稳态短路电流。不同的供电方式下直流 短路电流计算方法如下：
轨道交通牵引供变电技术
正极对负极短路故障多数是由于架空接触网 对钢轨短路所引起的，如接触网断线掉落到钢轨 上、机车顶部对接触网放电、错误挂接地线等， 造成直流正极对负极瞬时短路，短路电流可达几 万安；正极对大地短路故障有老鼠等小动物或小 金属线头、螺丝、垫圈等零件进入带电回路，造 成直流正极与框架短路，或是接触网、馈线、变 电所馈线电缆接地，绝缘子击穿、折断，隔离开 关处于接地状态、引线脱落等。正极接地故障多 为持续性短路故障，如不及时清除，容易将故障 扩大为直流正极通过综合接地装置、钢轨与地之 间的泄漏电阻到达负极的短路事故，将对多处直 流设备将造成严重烧损，破坏性及危害大。
d0
轨道交通牵引供变电技术
根据北京城建设计研究院地铁短路试验的总结， 可得计算牵引变电所的等值内阻的经验简化公式， 计算精度满足工程要求。其计算式如下：
Uk % U Req kr 100 0.9nS N
2 2N
() （ 6.1）
式中 U 2 N ——直流侧额定电压（kV）； ——牵引变压器短路电压百分值； Uk % S N ——牵引变压器额定容量（MVA）； n ——牵引整流机组套数； k r ——内阻系数，根据短路点至变电所的 不同距离，可取不同值； 0.9 ——牵引变压器与整流器的匹配系数， 按0.9考虑。
轨道交通牵引供变电技术
1. 一座牵引变电所单边供电 不考虑相邻牵引变电所的影响时，等效电路如图6.2 所示。短路电流计算式为
Ik U d0 Req Rc Rr
(A)
（6.2）
式中 U d0 ——牵引变电所直流母线空载电压（V）； ）； Req——牵引变电所等值内阻（ ）； Rc ——接触网电阻（ ） R ——走行轨电阻（上、下行并联）（
r
轨道交通牵引供变电技术
考虑相邻一座牵引变电所的影响时，认为各牵 引变电所的直流母线空载电压 U d0 相等，等效电路 如图6.3所示。 采用节点电压法求解电路，可得出短路点总电 流 I k 和两个牵引变电所供给的短路电流 I eq1 和 I eq 2 ： U U
Rc2 Req2 Rr 2 1 Ik （A）（6.3） 1 1 1 R R c1 r1 Req1 Rc1 Rr1 Rc2 Req2 Rr 2 Req1
d0
d0
轨道交通牵引供变电技术
图6.2 牵引变电所单边供电直流短路等效 示意图（不考虑相邻牵引变电所的影响）
图6.3 牵引变电所单边供电直流短路等效 示意图（考虑相邻一座牵引变电所的影响）
轨道交通牵引供变电技术
各变电所短路电流：
U d0 U d0 Req1 Rc2 Req2 Rr 2 1 I eq1 U d0 （A）(6.3a) 1 1 R 1 eq1 R eq1 Rc1 Rr1 Rc2 Req2 Rr 2