[发明专利]一种用于高铁站场的牵引网-动车组建模方法

权利要求书

1.一种用于高铁站场的牵引网-动车组建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：搭建动车组等效电路模型，所述动车组等效电路模型包括动车组高压电缆、动车组车体、动车组工作接地系统和动车组保护接地系统；

步骤2：搭建牵引网、钢轨以及牵引变电所等效电路模型，牵引网在高速铁路站场正线采用全并联自耦变压器供电方式，在侧线上添加相应的接触线和钢轨；

采用链式电路模型对牵引网模型进行仿真；根据牵引变电所、车站、动车组、自耦变压器和分区所的位置，牵引网模型分为多个串联的子网络模型；对每个子网模型，利用π型网络反映每个导体的感性耦合和容性耦合；

步骤3：计算站场牵引网模型各部分参数，结合多导体传输线理论，通过列举阻抗和导纳矩阵、矩阵降阶和矩阵变换，确定各导体的感性和容性耦合参数；

步骤4：基于搭建的牵引网和动车组模型，根据动车组运行工况设计仿真，得到相应运行工况的电气参数瞬态变化情况；

所述步骤3具体为：通过将接触线和承力索合并为接触网，将两条平行钢轨合并成一条钢轨实现矩阵降阶；

在阻抗参数的计算中，列出了n×n阻抗矩阵，即：

其中，u_i指单位长度导体两端的压降，i_i指流过导体的电流；利用以大地为回路的架空导线阻抗计算公式即Carson公式确定式(1)中牵引导体的自阻抗Z_ii和互阻抗Z_ij；

式(2)中，r_i是导体i的自阻抗，r_e是大地自阻抗，D_g是大地等值深度，σ是大地电导率，f是频率；R_i是导体i的等效半径，d_ij是导体i和导体j间的距离；

假设接触网、接触线、承力索、合并的钢轨和两平行钢轨中的电流分别为i_T,i_C,i_J,i_R,i_A,i_B，相应导的电压为u_T,u_C,u_J,u_R,u_A,u_B，结合牵引网实际情况，u_C＝u_J＝u_T,u_R＝u_A+u_B,i_T＝i_C+i_J和i_R＝i_A+i_B用以对式(1)所示的阻抗矩阵降阶；

在电容参数计算中，先列写电位系数矩阵，再对电位系数矩阵求逆即得导线分布电容系数矩阵；列出了n×n的电位系数矩阵，即：

u_i为导体i的单位长度电压降，q_i指导体i的单位长度电量，导体i的自电位系数P_ii及导体i与导体j的互电位系数P_ij根据式(4)计算得到；

式(4)中，ε₀是空气介电常数，R_i是导体i的等效半径，h_i是导体i和地面间高度，d_ij是导体i与导体j间距离，D_ij是导体i和导体j间的镜像距离；假设接触网、接触线、承力索、合并的钢轨和两平行钢轨的电量为q_T,q_C,q_J,q_R,q_A,q_B，相应导体的电压为u_T,u_C,u_J,u_R,u_A,u_B，根据q_T＝q_C+q_J,q_R＝q_A+q_B,u_C＝u_J＝u_T和u_R＝u_A+u_B对式(4)的电位系数矩阵降阶处理。