本發(fā)明公開了一種計(jì)及隧道路段綜合接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的牽引網(wǎng)建模方法，包括：首先在CDEGS軟件的SESCAD工具界面對隧道內(nèi)的牽引回流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繪制；其次利用MALZ工程模塊仿真計(jì)算每一接地極單元的初始接地阻抗；再根據(jù)帶回流線直接供電系統(tǒng)的實(shí)際建立牽引網(wǎng)鏈?zhǔn)侥Ｐ?；然后以鏈?zhǔn)侥Ｐ头抡娴玫降乃淼绤^(qū)域大地回流系數(shù)與利用CDEGS軟件提取接地極阻抗時設(shè)置的大地回流系數(shù)幾乎一致為約束條件，采用迭代方法最終確定隧道路段牽引網(wǎng)鏈?zhǔn)侥Ｐ偷木C合接地極阻抗，進(jìn)而完成隧道路段牽引網(wǎng)仿真模型的建立。本發(fā)明能在提取隧道區(qū)段綜合接地系統(tǒng)精確參數(shù)基礎(chǔ)上對隧道內(nèi)部的牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行有效建模。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及牽引網(wǎng)模型建立領(lǐng)域，特別是一種基于MALTAB/Simulink平臺、應(yīng)用于電氣化鐵路隧道內(nèi)、帶回流線直接供電方式的牽引網(wǎng)建模方法。

背景技術(shù)

目前，鑒于電氣化鐵道中列車過電壓、鋼軌電位抬升、電磁干擾、牽引網(wǎng)諧波諧振等問題仍存在于高速列車的運(yùn)營中，開展電氣化鐵路相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究緊迫且必要。其中對電氣化鐵路牽引網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的精確描述及電氣參數(shù)的準(zhǔn)確掌握是開展?fàn)恳╇娤到y(tǒng)研究的前提。

國內(nèi)外很多學(xué)者利用多導(dǎo)體傳輸理論對牽引網(wǎng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，不少學(xué)者對不同供電方式牽引網(wǎng)建立了不同的鏈?zhǔn)侥Ｐ?，并基于此仿真分析了沿線電壓分布、牽引網(wǎng)諧波諧振特性、鋼軌電位分布、泄漏電流、鐵路常見的雷擊或弓網(wǎng)離線電弧以及車體電氣設(shè)備等引起的電磁干擾等問題。

鏈?zhǔn)侥Ｐ徒Y(jié)合了牽引網(wǎng)是一個由多條傳輸線組成的完整復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)際，考慮了牽引網(wǎng)中如接觸網(wǎng)、鋼軌、回流線、貫通地線等未加屏蔽層導(dǎo)線之間的感性和容性耦合，能精確反映牽引網(wǎng)的電氣分布特性。其中，由于牽引網(wǎng)綜合接地系統(tǒng)既是鐵路沿線通信、信號等弱電設(shè)備的接地系統(tǒng)又是牽引回流的一重要通路，在鏈?zhǔn)侥Ｐ椭锌紤]綜合接地系統(tǒng)準(zhǔn)確的電氣參數(shù)為分析和避免貫通地線及其附近電位升高非常必要。與路基工程不同，隧道路段的電氣接地系統(tǒng)非常復(fù)雜，參數(shù)計(jì)算涉及鋼架或環(huán)向接地鋼筋、底板接地極等阻抗參數(shù)的計(jì)算方法。

然而，已有針對隧道路段的牽引網(wǎng)電氣模型往往對其綜合接地的拓?fù)浼皡?shù)簡化處理。鑒于此，有必要在隧道路段的牽引網(wǎng)鏈?zhǔn)侥Ｐ徒⒅锌紤]牽引供電系統(tǒng)復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種計(jì)及隧道路段綜合接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的牽引網(wǎng)建模方法，獲得隧道路段接地極阻抗的精確解，從而完成牽引網(wǎng)的精確建模。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種計(jì)及隧道路段綜合接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的牽引網(wǎng)建模方法，包括以下步驟：

步驟1：分析隧道內(nèi)綜合接地系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，根據(jù)貫通地線、縱向接地鋼筋、環(huán)向接地鋼筋、底板接地網(wǎng)、連接鋼筋、橫連線及根據(jù)實(shí)際電氣布置互相連接形成的電氣拓?fù)洌诩幽么蟀踩こ碳夹g(shù)公司開發(fā)的電流分布、電磁場、接地和土壤結(jié)構(gòu)分析軟件(英文簡稱CDEGS軟件)建立隧道內(nèi)牽引回流網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)置隧道區(qū)域大地回流系數(shù)初始量；

步驟2：設(shè)置步驟1所建隧道內(nèi)牽引回流網(wǎng)絡(luò)模型的激勵源，采用頻域接地分析模塊(MALZ)對綜合貫通地線的接地極阻抗進(jìn)行提??；

步驟3：對計(jì)及隧道路段的帶回流線直供方式的牽引網(wǎng)進(jìn)行電氣結(jié)構(gòu)分析，采用MATLAB/Simulink搭建相應(yīng)的鏈?zhǔn)侥Ｐ停?/p>

步驟4：將采用MALZ工程模塊提取各連接點(diǎn)處的接地極阻抗代入步驟3的鏈?zhǔn)侥Ｐ椭校ㄟ^仿真得到隧道區(qū)域的大地回流系數(shù)；

步驟5：對路基路段和隧道路段的接觸網(wǎng)、鋼軌、回流線、貫通地線的相關(guān)電氣參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；路基路段的參數(shù)采用簡化Carson公式計(jì)算，隧道路段的參數(shù)采用Tylavsky公式計(jì)算；