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直流自耦變壓器（DCAT）牽引供電系統(tǒng)憑借良好的軌道電位和雜散電流治理能力，在城市軌道交通領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。然而當(dāng)直流牽引供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生短路或直流自耦變壓器自身故障時(shí)，傳統(tǒng)直流自耦變壓器由于缺乏故障保護(hù)能力，其直流支撐電容和諧振電容可通過(guò)故障處放電，進(jìn)而導(dǎo)致直流自耦變壓器器件損壞和故障擴(kuò)散等。

為此，北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員王淼、楊曉峰、李世翔、倪夢(mèng)涵、鄭瓊林，在2022年第4期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出了一種故障保護(hù)型直流自耦變壓器（FP-DCAT），在分析其工作原理基礎(chǔ)上，研究了故障保護(hù)型直流自耦變壓器系統(tǒng)的故障機(jī)理，并提出相應(yīng)的故障保護(hù)方案。故障保護(hù)型直流自耦變壓器故障保護(hù)后系統(tǒng)仍可正常運(yùn)行，但軌道電位和雜散電流卻可能因故障切除而增大，因此他們還研究了故障保護(hù)對(duì)系統(tǒng)軌道電位和雜散電流的影響。

表：軌道電位和雜散電流的仿真和理論數(shù)

研究結(jié)果表明：

1）故障保護(hù)型直流自耦變壓器能夠有效地實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)，避免故障擴(kuò)散，防止其他器件因故障而損壞。

2）當(dāng)直流牽引供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地短路故障，全部設(shè)備均斷開(kāi)與直流牽引供電網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接，確保自身安全。

3）當(dāng)故障保護(hù)型直流自耦變壓器中的開(kāi)關(guān)管發(fā)生短路故障，故障設(shè)備斷開(kāi)與直流牽引供電網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接，系統(tǒng)仍可正常運(yùn)行，但此時(shí)軌道電位和雜散電流治理效果降低。

4）當(dāng)故障保護(hù)型直流自耦變壓器中的開(kāi)關(guān)管發(fā)生開(kāi)路故障，無(wú)需斷開(kāi)故障設(shè)備與直流牽引供電網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接，系統(tǒng)仍可正常運(yùn)行，僅故障設(shè)備能量雙向流動(dòng)變?yōu)槟芰繂蜗蛄鲃?dòng)，且此時(shí)軌道電位和雜散電流治理效果優(yōu)于將該故障設(shè)備移除出系統(tǒng)。

本文編自2022年第4期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“城市軌道交通直流自耦變壓器牽引供電系統(tǒng)故障保護(hù)研究”，作者為王淼、楊曉峰 等。