含杂散电流收集的地铁供电系统建模仿真研究(2)

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2.4.2 “走行轨—埋地金属—大地”模型 11

2.5 本章小结 12

3 供电系统模型的建立与仿真 13

3.1 地铁供电系统建模 13

3.2 网络方程组的建立 14

3.3 牛顿—拉夫逊法 15

3.3.1 牛顿—拉夫逊法原理 15

3.3.2 牛顿—拉夫逊法处理节点电压方程 16

3.4 地铁模型的仿真结果 17

3.5 本章小结 18

4 杂散电流收集网的组成结构和模型分析 19

4.1 考虑杂散电流收集网的仿真模型 20

4.2 考虑杂散电流收集网的多导线仿真模型的实现 21

4.2.1 关于Multisim 21

4.2.2 杂散电流收集网理想模型 22

4.2.3 杂散电流收集网的仿真结果 22

4.3 本章小结 28

结论 29

致谢 30

参考文献 31

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 地铁及地铁供电系统

随着我国经济的快速发展, 人口大量迅速地向城市集中, 城市化步伐不断加快, 城市的日益发展和繁荣, 交通问题也日趋复杂化。一方面, 人们对交通运输的需要日益增长; 另一方面, 道路和交通运输工具能力不足, 其发展速度与城市建设速度不相适应。大中城市普遍出现人口密集、交通堵塞、环境污染严重、能源匮乏、车祸率高等所谓的“城市病”这些问题若得不到解决, 将制约着城市的发展。近年来, 尽管政府花费大量的人力、物力和财力对城市道路进行了拓宽改造, 修建了部分高架和立交道路, 但由于原有城市布局、建筑物的搬迁和昂贵的用地等原因, 使交通拥挤情况难有大的改变。如何缓解“城市病”给广大居民带来的不便, 应从大力研究发展城市区域间快速、直达、大运输量的新型交通模式入手[1]。

1843年，皮尔逊为伦敦市设计了世界上最早的城市地铁系统，他把自己的建议提交议会。但由于种种原因，10年后，英国议会才批准在法林顿和主教路之间修一条长不足6.5公里的地铁。经过近十年的建设，地铁初具规模。1863年1月，“大都会地区铁路”正式开始营业。尽管这段路程只有几千米，但这条线路也是非常成功的，第一年这条地铁运送了950万人次的旅客。其他城市不久也纷纷仿效伦敦。布达佩斯的地铁在 1896年开通；波士顿在1897年，巴黎通往郊区的地铁在1900年，纽约在1904年也都先后开通了地铁。到1915年，伦敦的地铁开始成为一个大网络。运量大。地铁的运输能力要比地面公共汽车大7-10倍，是任何城市交通工具所不能比拟的。1969年10月，我国在北京建成了第一条地铁，即北京地铁第一期工程投入试运行，也是我国自行设计、建设的第一条地下铁道。目前，北京地下铁道的运营里程全长41.6km,有30个运营车站，日平均客运量达125万人次，同时，北京地铁的满载率和单车运行均居世界第一[2]。