[发明专利]一种城市轨道地铁暂态传导EMI建模方法及电路模型

权利要求书

1.一种城市轨道地铁暂态传导EMI建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、构建城市轨道地铁运行过程供电电路原理图；所述步骤S1中的供电电路原理具体为：

将牵引变电所与接触网连接，使供电到达受电弓并进一步连接刹车优先系统，使用电流互感器、高速断路器及接触器，实现回路中电流的检测以选择相应的保护措施，再依次连通线路电抗器、牵引系统及三相电机，通过铁轨回流到牵引变电所；

步骤S2、根据城市轨道地铁运行过程供电电路原理图建立城市轨道地铁暂态传导EMI模型，具体为：

确定牵引变电所的等效电压源；所述牵引变电所的等效电压源V_S由以下公式确定：

其中：V_dc为牵引变电所整流输出的电压值，m₀为牵引变电所整流输出电压的脉波数，f_b为基波频率，取50Hz，k为整数，k取···，t为时间；

确定牵引变电所的等效阻抗；

确定高速断路器的等效电压源；所述高速断路器的等效电压源V_t的确定步骤如下：

首先，确定高速断路器的关断电压V_{t_off}：

其中，t_r0为高速断路器关断后电压开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{dh_off}表示的是高速断路器关断后首次振荡产生的过电压幅值，ω_r0表示高速断路器关断振荡时的振荡角频率，a_r0表示高速断路器关断振荡时的阻尼系数，t_j0表示高速断路器第j0次关断振荡结束的时刻，m₀表示高速断路器关断振荡次数；

然后，确定高速断路器的开通电压V_{t_on}：

其中：t_f0为高速断路器开通后开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{dh_on}表示的是高速断路器开通后首次振荡产生的过电压幅值，ω_f0表示高速断路器开通振荡时的振荡频率，a_f0表示高速断路器开通振荡时的阻尼系数，t_l0表示高速断路器第l₀次开通振荡结束的时刻，n₀表示高速断路器开通振荡时的次数；

最后，所述高速断路器的等效电压源V_t＝V_{t_off}+V_{t_on}；

确定防雷接地的阻抗；

确定接触网的等效阻抗；

确定刹车优先系统的等效电压源；所述刹车优先系统的等效电压源V_BOS的确定步骤如下：

首先，确定刹车优先系统的关断电压V_{BOS_off}：

其中，t_r1为刹车优先系统关断后电压开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{dr_off}表示的是刹车优先系统关断后首次振荡产生的过电压幅值，ω_r1表示刹车优先系统关断振荡时的振荡角频率，a_r1表示刹车优先系统关断振荡时的阻尼系数，t_j1表示刹车优先系统第j1次关断振荡结束的时刻，m₁表示刹车优先系统关断振荡次数；

然后，确定刹车优先系统的开通电压V_{BOS_on}：

其中，t_f1为刹车优先系统开通后开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{dr_on}表示的是刹车优先系统开通后首次振荡产生的过电压幅值，ω_f1表示刹车优先系统开通振荡时的振荡频率，a_f1表示刹车优先系统开通振荡时的阻尼系数，t_l1表示刹车优先系统第l₁次开通振荡结束的时刻，n₁表示刹车优先系统开通振荡时的次数；最后，所述刹车优先系统的等效电压源

V_BOS＝V_{BOS_off}+V_{BOS_on}

确定电流互感器高频等效阻抗；

确定接触器的等效电压源；所述确定接触器的等效电压源V_KM的确定步骤如下：

首先，确定接触器的关断电压V_{KM_off}：

其中，t_r2为接触器关断后电压开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{df_off}表示的是接触器关断后首次振荡产生的过电压幅值，ω_r2表示接触器关断振荡时的振荡角频率，a_r2表示接触器关断振荡时的阻尼系数，t_j2表示接触器第j2次关断振荡结束的时刻，m₂表示接触器关断振荡的次数；

然后，确定接触器的开通电压V_{KM_on}：

其中，t_f2为接触器开通后开始振荡的时刻，ε(t)表示的是阶跃函数，V_{df_on}表示的是接触器开通后首次振荡产生的过电压幅值，ω_f2表示接触器开通振荡时的振荡频率，a_f2表示接触器开通振荡时的阻尼系数，t_l2表示接触器第l₂次开通振荡结束的时刻，n₂表示接触器开通振荡时的次数；

最后，所述接触器的等效电压源V_KM＝V_{KM_off}+V_{KM_on}；

确定线路电抗器的高频等效阻抗；

确定牵引系统中高频等效阻抗；

确定铁轨的阻抗；

步骤S3、根据城市轨道地铁暂态传导EMI模型图分别建立以牵引变电所、刹车优先系统、高速断路器、接触器为干扰源的四种等效电路。