高等院校電力系統(tǒng)及自動(dòng)化第三十屆學(xué)術(shù)會(huì)議集

牽引供電系統(tǒng)地中回流分布研1，1，2，1，11.交通大學(xué)電氣2.鐵路局供電: 摘要：介紹了牽引供電系統(tǒng)地中電流的形成原因，建立了直接供電方式下的牽引供電系統(tǒng)地中回流ResearchforDistributingofGroundreturnCurrentinTractionpowersupplysystemWangHuan1,GaoQinxiang1,XiaoGuoqiang2,HuiJie1,Liu1.SchoolofElectricalEngineering,BeijingJiaotongUniversity2.Urumqipowersupplysection,UrumqiRailwayAdministration:131 ,xiaog :Thisprdescribestheformingprocedureandreasonofthegroundcurrentofthetractionpowersupplysystem,establishesmathematicmodelofgroundreturncurrentinthetractionpowersupplysystemindirectpowersupplymode,yzesthedistributionsituationoftheundergroundreturncurrentintwometh-ods.Oneconsidersabouttheresistantofthetractionsubstation,theotheroneignoredthisfactor.Theresultprovesthattheresistantofthetractionsubstationhaveagreaterimpactonthedistributionofgroundcurrentofthetractionpowersupplysystem.Keywords:Tractionpowersupplysystem;Leakconductance;Undergroundreturn引能與運(yùn)量十分突出，己成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的從軌-地電導(dǎo)的角度介紹了地中回流的形成原因，牽引供電系統(tǒng)地中回流的形成原牽引供電方式與牽引回

（BooerTrnforer，（uo-Trnfore,自耦變壓器（CaialCbl供電方式等2]。采用不同牽引供電方式的牽引供電系由吸上線引至回流線，最后通過回流線流回AT供電方式是目前高速電氣化鐵路采用最廣泛供電方式類似，AT供電系統(tǒng)牽引回流更低，回流效BT供電方式和CC供電方式盡管有著最好的回流鋼軌-大地電所以在鋼軌和大地間存在著電導(dǎo)。鋼軌-

牽引變電

接觸鋼AF-自耦 自耦 自耦3自耦變壓器的AT鋼軌-大地電導(dǎo)示意圖如圖1所示[3]，γTE為圖1鋼軌-大地電導(dǎo)示意牽引供電系統(tǒng)地中回經(jīng)饋電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車，最后通過鋼軌、大地電導(dǎo)的存在，使得牽引供電系統(tǒng)中一部分回流會(huì)經(jīng)過電導(dǎo)流入大地，最后在牽引變電所附近引網(wǎng)都可歸劃為直接供電方式進(jìn)行。2，AT3所示。

地中回流的數(shù)學(xué)建接觸網(wǎng)-地回路與鋼軌-地回路的電磁耦合模-大地[4]中回流的存在又使接觸網(wǎng)-地和鋼軌-地回路之UIZ1(/ Z(/IUIZ1(/ Z(/I' Z(/UII Y(S/圖3直接供電方式和帶回流線的直接供電方

4單線牽引網(wǎng)等效電直接供電方式下的地中回流的數(shù)學(xué)模設(shè)

Z0x0工頻下，鋼軌—大地導(dǎo)納Y僅計(jì)及電納

位UT(0)UT(0)(IT(0)I)(Z0Zg

），為并聯(lián)運(yùn)（2）xl 而忽略容納 4中，在0xlx

I(l)KI1/Z(Ae

Bel鋼軌電位（相對(duì)大地的電壓）UT(x)和軌中電流

UT(l)

2 dU(x)ZI(x)dx 2

UT(l)(IIT11I—牽引（負(fù)荷）電流

A(1(1K)Z0 ZelI

2(1K)Z0

ll U(xI(x—分別為距變電所x

B (Z02ZgZ2Y（/km）

Z12—接觸網(wǎng)—地回路與鋼軌—地回路之間的單

I(x)KI

1(1K)I[e(lx)

Zel)e0]0 (Z2Z

Zel)eU(x)(1K)

I[e(lx) d2

Zd

(Z2Z 2 ZYU

d2I YdU

直接供電方式地中回流分布分

Z2YIT(x)Z12Y

從式（2）IT(x)和UT(x

I0(x)KI1/Z(AexBexI0TTKZ12/Z2Z0Z2/YΩZ0為鋼軌特性阻Z2Y，為鋼軌常數(shù)I—牽引電流x—距變電所的距離（km）0xl

理想狀態(tài)下的地中回流分A

I(x)KI1(1K)I[e(lx)e(lx)U(x)U(x)1(1K)ZI[e(lx)e(lx)

IT(0)KI1/Z0(AI

不考慮變電所接地裝置的影響，即取Zg0，則對(duì)式x0

之間的互阻抗Z12的強(qiáng)制及鋼軌與地的接觸使得牽引電流在進(jìn)入鋼軌時(shí)，軌道電流被分解成為I1KIZ12/Z2I，其值由Z12Z2及II1能保持大小不變地沿軌道流向牽引變

決于Z2（鋼軌阻抗）、Z12（接觸網(wǎng)-地與鋼軌-地回路的互阻抗）、Y（軌-地電導(dǎo)）及I（牽引電流）考慮牽引變電所接地電阻時(shí)的地中回流分

(1/2)(1KI[elxex

（8

Zel)e

IT(x)KI

(1K)I[e(lx) (Z2Z

(lx

Zel)e

IgIIT{1K(1/2)(1

]K}

（10）

IgI

[e(lx) (Z2Z Z20.198j0.560)km，做Ig/I-x曲線，如圖5所示。

Zg與不考慮接地電阻兩種情況的地中回流分布Ig/I-x7。 l5地中回流Ig/I-x曲時(shí)地中回流Ig/I-x6。

l7考慮接地電阻Ig/I-x

l=4l=6l=8l=10l=12l=14l=16l=18

Zg0.5Ω、0.8Ω l6Ig/I-x曲均為0.5I

Ig/I-x8