摘 要：文章介绍了轨道交通直流牵引供电系统，分析了24脉波整流器的优点，针对双边供电情况下牵引网不同位置短路故障，利用MATLAB/Simulink仿真研究了馈线电流的变化规律，得出相关结论。
关键词：直流牵引供电；双边供电；馈线电流；仿真
1 概述
城市轨道交通牵引变电所引入两个独立的中压交流电源，并将交流电能转换为直流电能，承担着向电动列车提供直流牵引电能的功能[1]。
为提高直流侧输出电能质量，同时降低交流侧谐波注入，降低对电网的影响，牵引变电所采用24脉波整流方案进行交-直流变换，直流侧母线通过馈线将电能馈入牵引网[1-3]。列车作为牵引负荷，由于位置动态变化，牵引电流大小随线路坡度、列车运行密度改变，且随列车启动、加速、制动变化剧烈，所以馈线电流的幅度变化很大，馈线保护存在困难[4]，但其在保证牵引供电系统向列车安全可靠供电方面发挥着重要作用，防止列车接触线上短路和过负荷现象的发生，即使故障发生，也应能可靠、迅速地切除故障，同时保证列车在正常运行状态下不发生误动作。
文章利用MATLAB中的Simulink工具箱建立牵引变电所24脉波整流模型，利用逆变器和交流异步电机模拟列车牵引负荷。在两侧牵引变电所对列车双边供电时，仿真列车位于供电分区近端、中端的短路故障状态下馈线电流的变化规律。
2 直流牵引供电系统
轨道交通直流牵引供电系统如图1所示，牵引变电所通过整流变压器降压后利用整流器将中压交流电能变为直流，再经过直流馈线，向接触网供电，列车通过接触网获得电能。当列车位于此供电区间内时，列车从左侧变电所A馈线A、右侧变电所B馈线B同时获得电能，即双边供电模式。
整流器采用4组二极管三相桥式整流装置，为无相控整流，即触发延迟角α=0。
利用matlab中的Simulink工具箱，构建24脉波整流电路的仿真模型，如图2所示。
3 24脉波整流器
牵引变电所的作用是将中压网络输入的交流电能降压整流为直流电能，24脉波整流方案具有有效减小输入电流谐波含量、提高功率因数且直流侧电压脉动小、交流侧电流波形正弦化的优势，已成为主流。主要采用两台相同容量轴向双分裂式牵引整流变压器，每台的一组阀侧绕组分别接成Y接和d接法，自然形成30°的相位差。而两台变压器的网侧绕组分别输入+7.5°和-7.5°相位移的三相交流电，从而形成两台变压器的四套阀侧绕组的线电势相差15°相位差，分别经桥式整流后，在直流侧进行并联，形成24脉波整流系统。
空载输出直流电压波形如图3所示，由图可知电压稳定在1600V左右，在一个工频周期内脉动24次，电压稳定性优异。
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