CN104281736B - 一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，属于城市轨道交通牵引供配电设计领域。本发明针对现有供电电缆设计中未充分考虑由电缆充电电容引起的串并联谐振问题，提出了一种以公用电网背景谐波电压和牵引整流机组谐波电流的频率分布，以及谐波电流放大系数和谐波电压放大系数为基础的供电电缆的选型方法。技术方案包括建立牵引供配电系统等效谐波计算模型及其简化模型，绘制以谐波次数、供电电缆长度及其单位长度充电电容为变量的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的曲线图。本发明从根本上避免了电缆充电电容的谐波串并联谐振，对其他供配电系统供电电缆的设计与选型具有指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通牵引供配电系统的设计方法，尤其涉及一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的设计与选型方法。
背景技术
随着我国城市建设的飞速发展，城市交通压力不断增大。为缓解城市交通压力，城市轨道交通迅速发展起来，已成为城市建设的重点。城市轨道交通牵引供配电系统中供电电缆承担了电力连接和动力传输等重要任务。由于城市轨道交通牵引供配电系统工作的复杂性和特殊性，供电电缆成为城市轨道交通牵引供配电系统中最为重要的部件之一，同时也是事故多发部位和安全隐患集中部位。
由于城市轨道交通牵引供电系统供电电缆长度较长、电缆的等效充电电容较大，常在牵引供电系统负荷较小时出现无功倒送现象。同时城市轨道交通牵引供配电系统的谐波分布复杂，极易在某谐波频率上出现因电缆充电电容容抗、系统阻抗、变压器阻抗和负荷阻抗引起的串并联谐振现象，造成谐波放大，影响城市轨道交通牵引供电系统的安全稳定运行。完善的城市轨道交通牵引供配电系统电力电缆设计是系统安全稳定运行的重要保证。
目前电力电缆的设计重点多在电缆参数上，如导体材质、导体截面积、导电率、导体最大电阻、最小绝缘电阻、接触电阻、芯数、绝缘水平、绝缘材质、绝缘厚度、外护套材质、护套厚度、金属屏蔽、机械强度、平均直径、弯曲半径、排列、抑制感应电势、重量和路径选择等，并没有针对城市轨道交通牵引供配电系统的工作特殊性和复杂性，在供电电缆的充电电容和电缆长度方面进行设计和研究。
目前，国内关于城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆设计方法中，仅考虑了供电电缆充电电容引起的基波无功倒送问题，并没有在设计中充分考虑到因供电电缆长度和单位长度充电电容造成的系统串并联谐振问题。因此，为保证城市轨道交通供配电系统安全稳定运行，对城市轨道交通牵引供配电系统的供电电缆长度及其单位长度充电电容值的设计与选型以避免系统串并联谐振，是目前城市轨道交通牵引供配电设计中亟需解决的问题。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题，本发明公开了一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法。该方法能够消除供配电系统中串并联谐振的安全隐患，并且具有较高的计算效率和广泛的适用性。
本发明的技术方案为：
一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，步骤如下：
(1)选定城市轨道交通用户的进线电源参数和主变电所参数，包括城市轨道交通用户与公用电网的联接方式、PCC(Point of Common Coupling公共连接点，简称PCC)点及其最大与最小短路容量，公用电网在各种运行方式下可能存在的背景谐波频率分布，110kV主变电所中110kV/35kV主变压器参数，如额定容量、阻抗电压、空载损耗和负载损耗等；
(2)选定主变电所所属各牵引变电所参数，包括牵引变电所的地理分布、牵引变压器参数、牵引整流机组及其可能的运行方式；其中，110kV主变电所所属各牵引变电所的地理分布指拟从主变电所35kV至各牵引变电所35kV进线的供电电缆长度与电缆参数；牵引变压器参数包括额定容量、阻抗电压、空载损耗和负载损耗等；牵引整流机组指12脉整流器或24脉整流机组，其可能的运行方式主要包括左右单元参数对称运行、左右单元参数不对称运行以及单12脉整流器运行；
(3)选定主变电所所属各降压变电所和跟随变电所参数，包括降压变电所和跟随变电所的地理分布和变压器参数；具体来讲，包括110kV主变电所所属各35kV/0.38kV降压变电所和跟随变电所的地理分布，拟从主变电所35kV系统至各降压变电所和跟随变电所35kV进线的供电电缆长度与电缆参数，35kV/0.38kV降压变压器和跟随变压器的参数，如额定容量、阻抗电压、空载损耗和负载损耗等；
(4)确定进线电源的背景谐波电压频率分布和牵引供配电系统的谐波电流频率分布，具体步骤如下：
①背景谐波电压频率分布：电力公司提供城市轨道交通用户未接入其所在公共电网的110kV母线PCC(Point of Common Coupling公共连接点，简称PCC)点时，所述PCC点的背景谐波电压Uh,background(h为谐波次数)，所述背景谐波电压Uh,background来源于电力公司对所述PCC点电能质量数据的常年监控和统计；
②牵引供配电系统的谐波电流频率分布：对于由2组12脉整流器(RCT1和RCT2)构成的24脉牵引整流机组，按照下述公式(1～4)计算12脉整流器RCT1和RCT2的A相输入电流电流iRCT1和iRCT2：
正半周期内
负半周期内
正半周期内
负半周期内
其中，iout为24脉整流机组输出的负载电流；
利用傅里叶级数表示12脉整流器RCT1和RCT2的A相瞬时输入电流iinRTC1和iinRTC2，分别为
其中，
根据iinRTC1和iinRTC2的傅里叶级数绘制其谐波电流频谱图，确定牵引供配电系统的谐波电流频率分布；
(5)建立牵引供配电系统等效谐波计算模型及其简化模型；
牵引供配电系统等效谐波计算模型包括三级，具体为：
第一级为主变电所110kV母线PCC点的等效模块，包括背景谐波电压源Uh,background、主变电所110kV母线PCC点的等效串联系统阻抗ZS和接入主变电所110kV母线的其他用户的等效并联阻抗ZP，背景谐波电压源Uh,background与等效串联系统阻抗ZS串联后接于PCC点和地之间，等效并联阻抗ZP并联在PCC点和地之间；
第二级包括一个或多个主变电所110kV/35kV变压等效模块，其中每个主变电所110kV/35kV变压等效模块均包括110kV/35kV主变压器T1、上一级变电所至110kV主变电所线路的等效串联阻抗Zl和上一级变电所至110kV主变电所线路的等效并联导纳Yl，110kV/35kV主变压器T1与等效串联阻抗Zl串联后并联于主变电所110kV母线和35kV母线之间，等效串联阻抗Zl的两端与地之间分别并联等效并联导纳Yl/2；
第三级包括一个或多个牵引变电所等效模块和压降跟随变电所等效模块；其中每个牵引变电所等效模块包括n#牵引变压器T2n、牵引整流机组的等效谐波电流源Ih,RTC、主变电所35kV出线至n#牵引变电所进线的等效串联阻抗Zl2n以及主变电所35kV出线至n#牵引变电所进线的等效并联导纳Yl2n，牵引变压器T2n与等效谐波电流源Ih,RTC并联，然后与等效串联阻抗Zl2n串联，最后并联于主变电所35kV母线和用户之间，等效串联阻抗Zl2n的两端与地之间分别并联等效并联导纳Yl2n/2；每个压降跟随变电所等效模块包括m#压降变压器T3m、m#跟随变压器T4m、主变电所35kV出线至m#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效串联阻抗Zl3m以及主变电所35kV出线至m#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效并联导纳Yl3m，压降变压器T3m与跟随变压器T4m并联，然后与等效串联阻抗Zl3m串联，最后并联于主变电所35kV母线和用户之间，等效串联阻抗Zl3m的两端与地之间分别并联等效并联导纳Yl3m/2；
牵引供配电系统等效谐波计算简化模型中，等效到35kV的主变电所110kV母线上其他用户的等效并联电阻RP,h与等效到35kV的主变电所110kV母线PCC点的等效并联电抗XS,h并联，其并联点分别与等效到35kV的主变电所110kV母线PCC点的等效串联电阻RS,h和背景谐波电压源连接，所述背景谐波电压源另一端接地；供电电缆充电电容的等效容抗XC,h、牵引供配电系统的谐波电流源牵引供配电系统的等效电阻RL,h以及牵引供配电系统的等效电抗XL,h分别并联于大地和等效串联电阻RS,h之间；其中，h表示谐波次数；
(6)计算牵引供配电系统的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数绘制以谐波次数h、供电电缆长度l及其单位长度充电电容C为变量的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的曲线图，具体步骤如下：
①根据公式(9)～(11)计算步骤(5)所述简化模型中各元件参数：
其中，SSC为牵引供配电系统最小短路容量，UN为牵引供配电系统35kV额定电压，h为谐波次数；
其中，PL和QL分别为列车运行期间最大有功功率和无功功率，UN为牵引供配电系统35kV额定电压，h为谐波次数；
计算35kV供电电缆充电电容的等效容抗XC,h：
其中，l为供电电缆长度(单位km)，C为单位长度充电电容(单位μF/km)，h为谐波次数；
②根据公式(12)计算谐波电流放大系数kIh和谐波电压放大系数kUh：
其中，和分别为35kV牵引供配电系统总进线的各次谐波电流之和和35kV母线各次谐波电压之和，为牵引供配电系统的谐波电流，为背景谐波电压；
③固定35kV供电电缆的单位长度充电电容C，绘制不同供电电缆长度l下的kI-h曲线，即谐波电流放大系数-谐波次数曲线；
④固定35kV供电电缆的电缆长度l，绘制不同单位长度充电电容C下的kI-h曲线，即谐波电流放大系数-谐波次数曲线；
⑤固定35kV供电电缆的单位长度充电电容C，绘制不同供电电缆长度l下的kU-h曲线，即谐波电压放大系数-谐波次数曲线；
⑥固定35kV供电电缆的电缆长度l，绘制不同单位长度充电电容C下的kU-h曲线，即谐波电压放大系数-谐波次数曲线；
(7)选定35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容，完成城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的设计；具体的，选定35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容时，应使因供电电缆充电电容引起的串并联谐振点避开背景谐波电压频率和牵引整流机组产生的谐波电流频率；若串并联谐振点无法避开背景谐波电压频率和谐波电流频率，根据kI-h曲线和kU-h曲线调整电缆长度l和单位长度充电电容C，以最大幅度降低谐波电流放大系数和谐波电压放大系数为准绳，选出最优的35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容。
本发明在110kV公共电网的数据基础上，首先，建立城市轨道交通35kV牵引供配电系统等效谐波计算与仿真模型，分析了牵引供配电系统的谐波频率分布，包括背景谐波电压频率分布和牵引整流机组的谐波电流频率分布；其次，输入城市轨道交通35kV牵引供配电系统的供电电缆长度和单位长度充电电容值，进行35kV系统的谐波电流系数和谐波电压系数的计算与仿真；最后，通过调整供电电缆的长度和单位长度充电电容，使35kV牵引供配电系统中因供电电缆充电电容引起的串并联谐振点避开系统中可能存在的背景谐波电压和谐波电流的频率分布，从而确定较优的供电电缆长度和单位长度充电电容。本发明填补了目前对城市轨道交通35kV牵引供配电系统供电电缆设计方法中的不足，可有效地避免城市轨道交通用户牵引供配电系统因电力电缆充电电容引起的谐波串并联谐振的安全问题。
本发明的有益效果：
1、本发明根据轨道交通用户的电源进线、主变电所、牵引变电所、降压变电所和跟随变电所的参数，建立了可量化计算的城市轨道交通35kV牵引供配电系统等效谐波阻抗模型，为供电电缆的设计提供理论支持；2、本发明提出了以谐波次数h、供电电缆长度l及其单位长度充电电容C为变量的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的仿真计算，并绘制出不同供电电缆长度或单位长度充电电容的kI-h曲线和kU-h曲线，实现了可视化设计，使得设计过程更易理解；3、本发明通过变换供电电缆的长度和单位长度充电电容，比较城市轨道交通35kV牵引供配电系统的串并联谐振点是否严格避开了系统的背景谐波电压和牵引整流机组的谐波电流频率分布，最终完成35kV供电电缆的设计和选型，设计效率和设计结果的准确度较高；4、本发明从根本上避免了城市轨道交通牵引供配电系统中谐波放大现象的发生，保证了系统的长期安全稳定运行；5、目前，国内关于城市轨道交通的牵引供配电设计方法中还未充分考虑由电缆充电电容引起的串并联谐振的问题，本发明填补了城市轨道交通35kV牵引供配电系统中有关供电电缆长度和单位长度充电电容值的设计空白，同时，本发明对其他供配电系统供电电缆的设计与选型也具有指导意义。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为理想情况下24脉整流机组谐波电流频率分布图。
图3为城市轨道交通牵引供配电系统等效谐波计算模型。
其中，Uh,background为来自110kV及以上系统的背景谐波，在阻抗计算模型中视为谐波电压源；Zs、Rs和Xs为主变电所110kV母线PCC点的等效串联系统阻抗、等效系统阻抗电阻分量和等效系统阻抗电抗分量；Zp、Rp和Xp为接入主变电所110kV母线其他用户的等效并联阻抗、等效电阻分量和等效电抗分量；Zl、Rl和Xl为上一级变电所至110kV主变电所线路的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效串联电抗分量；Yl、Gl和Bl为上一级变电所至110kV主变电所线路的等效并联导纳、等效电导分量和等效电纳分量；T1为主变电所110kV/35kV主变压器，ZT、RT和XT为主变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；Zl21、Rl21和Xl21为主变电所35kV出线至1#牵引变电所35kV进线的等效串联阻抗、等效电阻分量和等效电抗分量；Yl21、Gl21和Bl21为主变电所35kV出线至1#牵引变电所35kV进线的等效并联导纳、等效电导分量和等效电纳分量；T21为1#牵引变压器，ZT21、RT21和XT21为1#牵引变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；Ih,RTC为牵引整流机组等效的谐波电流源；Zl2n、Rl2n和Xl2n为主变电所35kV出线至n#牵引变电所35kV进线的等效串联阻抗、等效电阻分量和等效电抗分量；Yl2n、Gl2n和Bl2n为主变电所35kV出线至n#牵引变电所35kV进线的等效并联导纳、等效电导分量和等效电纳分量；T2n为n#牵引变压器，ZT2n、RT2n和XT2n为n#牵引变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；Zl31、Rl31和Xl31为主变电所35kV出线至1#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效串联阻抗、等效电阻分量和等效电抗分量；Yl31、Gl31和Bl31为主变电所35kV出线至1#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效并联导纳、等效电导分量和等效电纳分量；T31为1#降压变压器，ZT31、RT31和XT31为1#降压变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；T41为1#跟随变压器，ZT41、RT41和XT41为1#跟随变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；Zl3m、Rl3m和Xl3m为主变电所35kV出线至m#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效串联阻抗、等效电阻分量和等效电抗分量；Yl3m、Gl3m和Bl3m为主变电所35kV出线至m#降压变电所和跟随变电所0.38kV进线的等效并联导纳、等效电导分量和等效电纳分量；T3m为m#降压变压器，ZT3m、RT3m和XT3m为m#降压变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量；T4m为m#跟随变压器，ZT4m、RT4m和XT4m为m#跟随变压器的等效串联阻抗、等效串联电阻分量和等效电抗分量。
图4为35kV牵引供配电系统等效谐波计算简化模型。
其中，RP,h、XS,h和RS,h分别为等效到35kV的主变电所110kV母线上其他用户的等效并联电阻、PCC点的等效并联电抗和PCC点的等效串联电阻；为背景谐波电压源；XC,h为供电电缆充电电容的等效容抗；RL,h和XL,h分别表示牵引供配电系统的谐波电流源、等效电阻和等效电抗；和分别为35kV牵引供配电系统总进线的各次谐波电流之和和35kV母线各次谐波电压之和。
图5为供电电缆单位长度充电电容C＝0.35μF/km时不同供电电缆长度l下35kV牵引供配电系统谐波电流系数与谐波次数h的关系曲线图，即kI-h曲线。
图6为供电电缆长度l＝20km时不同供电电缆单位长度充电电容C下35kV牵引供配电系统谐波电流系数与谐波次数h的关系曲线图，即kI-h曲线。
图7为供电电缆单位长度充电电容C＝0.35μF/km时不同供电电缆长度l下35kV牵引供配电系统谐波电压系数与谐波次数h的关系曲线图，即kU-h曲线。
图8为供电电缆长度l＝20km时不同供电电缆单位长度充电电容C下35kV牵引供配电系统谐波电压系数与谐波次数h的关系曲线图，即kU-h曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
按照目前国内主流的电力系统设计，即110kV主变电所、35kV牵引变电所、24脉牵引整流机组、0.38kV降压变电所和跟随变电所，进行城市轨道交通35kV牵引供配电系统中供电电缆的长度及其单位长度充电电容的选型，具体步骤如下：
1、设计城市轨道交通用户的进线电源参数和主变电所参数，包括城市轨道交通用户与公用电网的联接方式、PCC点及其最大与最小短路容量，公用电网在各种运行方式下可能存在的背景谐波频率分布，110kV主变电所中110kV/35kV主变压器参数，如额定容量、阻抗电压、空载损耗和负载损耗等。
2、设计从主变电所35kV至各牵引变电所35kV进线的供电电缆长度与电缆参数，牵引变压器的额定容量、阻抗电压、空载损耗和负载损耗，牵引整流机组及其运行方式。
3、设计110kV主变电所所属各35kV/0.38kV降压变电所和跟随变电所的地理分布，拟从主变电所35kV系统至各降压变电所和跟随变电所35kV进线的供电电缆长度与电缆参数，35kV/0.38kV降压变压器和跟随变压器的参数。
4、根据电力公司对PCC点电能质量数据的常年监控和统计得到背景谐波电压Uh,background的频率分布，h为谐波次数。
5、根据公式(1)～(8)得到12脉整流器RCT1和RCT2的A相瞬时输入电流iinRTC1和iinRTC2的傅里叶级数，并由其傅里叶级数得出其谐波电流频谱，利用牵引变压器参数、牵引整流机组并结合牵引整流机组的运行方式得出谐波电流的频率分布，牵引整流机组的运行方式主要有3种：
①左右单元参数对称运行，这是一种理想的或近似于理想的牵引整流机组运行方式，35kV供配电系统在正常的供电模式、单边供电模式、通过越区隔离开关越区供电模式和通过直流母排越区供电模式下，均处于这种牵引整流机组运行方式，所不同的只是牵引整流机组负载功率的改变；24脉牵引整流机组在左右单元参数对称运行方式下产生并注入35kV牵引供配电系统的主要是(24k±1)次谐波电流，以及少量11次和13次谐波电流，如图2所示；
②左右单元参数不对称运行，包括系统参数和负荷参数不对称两种情况；系统参数不对称主要是指12脉整流机组RCT1或RCT2的变压器网侧移相差≠±7.5°；负荷参数不对称指城市轨道交通机车从12脉整流机组RCT1或RCT2的两侧汲取的功率不平衡；24脉牵引整流机组在左右单元参数不对称运行方式下产生并注入35kV牵引供配电系统的主要是(24k±1)次谐波电流，以及大量11次和13次谐波电流；
③单12脉整流器运行，当某一12脉整流器因故障退出运行时，在不影响故障机组检修和保证过负荷满足要求的前提下，仅使用1台12脉整流器工作；单12脉整流器运行方式下，12脉整流机组产生并注入35kV牵引供配电系统的主要是(12k±1)次谐波电流，以及少量的5次和7次谐波电流。
24脉牵引整流机组在各种可能的运行方式下，其产生的谐波电流的频率分布主要为(12k±1)次和(24k±1)次谐波。
6、建立牵引供配电系统等效谐波计算模型及其简化模型，简化模型中各器件均已等效到35kV；具体的，母线上其他用户的等效并联电阻RP,h与PCC点的等效并联电抗XS,h并联，其并联点分别与PCC点的等效串联电阻RS,h和背景谐波电压源连接，背景谐波电压源另一端接地，供电电缆充电电容的等效容抗XC,h、牵引供配电系统的谐波电流源牵引供配电系统的等效电阻RL,h以及牵引供配电系统的等效电抗XL,h分别并联于大地和等效串联电阻RS,h之间，如图4所示。
7、根据简化模型和公式(9)～(12)计算谐波电流放大系数和谐波电压放大系数分别选定供电电缆长度l或单位长度充电电容C，分别绘制不同单位长度充电电容C或供电电缆长度l下的kI-h曲线和kU-h曲线，如图5～8所示。
8、根据背景谐波电压频率和24脉牵引整流机组产生的谐波电流频率，选定35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容，使因供电电缆充电电容引起的串并联谐振点避开背景谐波电压频率和谐波电流频率；若串并联谐振点无法避开背景谐波电压频率和谐波电流频率，则根据kI-h曲线和kU-h曲线调整电缆长度l和单位长度充电电容C，以最大幅度降低谐波电流放大系数和谐波电压放大系数为准绳，选出最优的35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于步骤如下：
(1)选定城市轨道交通用户的进线电源参数和主变电所参数；
(2)选定所述主变电所所属各牵引变电所参数，包括所述各牵引变电所的地理分布、牵引变压器参数、牵引整流机组及其可能的运行方式；
(3)选定所述主变电所所属各降压变电所和跟随变电所参数，包括所述各降压变电所和跟随变电所的地理分布和变压器参数；
(4)确定所述进线电源的背景谐波电压频率分布和牵引供配电系统的谐波电流频率分布；
(5)建立牵引供配电系统等效谐波计算简化模型；
(6)计算牵引供配电系统的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数然后绘制以谐波次数h、供电电缆长度l及其单位长度充电电容C为变量的谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的曲线图；
(7)选定35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容，即完成城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型；选定35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容时，应使因供电电缆充电电容引起的串并联谐振点避开背景谐波电压频率和牵引整流机组产生的谐波电流频率；若所述串并联谐振点无法避开所述背景谐波电压频率和谐波电流频率，则根据所述谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的曲线图调整电缆长度l和单位长度充电电容C，以最大幅度降低谐波电流放大系数和谐波电压放大系数为准绳，选出最优的35kV供电电缆的电缆长度和单位长度充电电容。
2.按照权利要求1所述的一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于所述步骤(4)中所述进线电源的背景谐波电压Uh,background的频率分布由城市轨道交通用户未接入其所在公共电网的110kV母线PCC点时，电力公司对所述PCC点的电能质量数据的常年监控和统计得到；所述PCC点为公共连接点。
3.按照权利要求1所述的一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于所述步骤(4)中确定所述牵引供配电系统的谐波电流频率分布的步骤如下：
(4a)用傅立叶级数表示牵引整流机组的A相瞬时输入电流；
(4b)绘制所述牵引整流机组A相瞬时输入电流的频谱图，确定牵引供配电系统的谐波电流频率分布。
4.按照权利要求1所述的一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于所述步骤(5)中所述牵引供配电系统等效谐波计算简化模型包括等效到35kV的主变电所110kV母线上其他用户的等效并联电阻RP,h、等效到35kV的主变电所110kV母线PCC点的等效并联电抗XS,h、等效到35kV的主变电所110kV母线PCC点的等效串联电阻RS,h、背景谐波电压源供电电缆充电电容的等效容抗XC,h、牵引供配电系统的谐波电流源牵引供配电系统的等效电阻RL,h和牵引供配电系统的等效电抗XL,h；所述PCC点为公共连接点；
等效并联电阻RP,h与等效并联电抗XS,h并联，其并联点分别与等效串联电阻RS,h和背景谐波电压源连接，所述背景谐波电压源另一端接地；等效容抗XC,h、谐波电流源等效电阻RL,h以及等效电抗XL,h分别并联于地和等效串联电阻RS,h之间；其中，h表示谐波次数。
5.按照权利要求4所述的一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于所述步骤(6)中谐波电流放大系数和谐波电压放大系数的计算步骤如下：
(6a)根据下述公式(9)～(11)计算所述步骤(5)中所述供配电系统等效谐波计算简化模型中各元件参数：
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其中，SSC为牵引供配电系统最小短路容量，单位μF；UN为牵引供配电系统35kV额定电压，单位kV；h为谐波次数；
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其中，PL和QL分别为列车运行期间最大有功功率和无功功率，单位kW；UN为牵引供配电系统35kV额定电压，单位kV；h为谐波次数；
计算35kV供电电缆充电电容的等效容抗XC,h：
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其中，l为供电电缆长度，单位km；C为单位长度充电电容，单位μF/km；h为谐波次数；(6b)根据下述公式(12)计算谐波电流放大系数和谐波电压放大系数
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其中，和分别为35kV牵引供配电系统总进线的各次谐波电流之和和35kV母线各次谐波电压之和，为牵引供配电系统的谐波电流，为背景谐波电压。
6.按照权利要求5所述的一种城市轨道交通牵引供配电系统供电电缆的选型方法，其特征在于所述步骤(6)中所述曲线图包括kI-h曲线即谐波电流放大系数-谐波次数曲线和kU-h曲线即谐波电压放大系数-谐波次数曲线，所述曲线图的绘制步骤如下：
(6c)固定35kV供电电缆的单位长度充电电容C，绘制不同供电电缆长度l下的kI-h曲线，即谐波电流放大系数-谐波次数曲线；
(6d)固定35kV供电电缆的电缆长度l，绘制不同单位长度充电电容C下的kI-h曲线，即谐波电流放大系数-谐波次数曲线；
(6e)固定35kV供电电缆的单位长度充电电容C，绘制不同供电电缆长度l下的kU-h曲线，即谐波电压放大系数-谐波次数曲线；
(6f)固定35kV供电电缆的电缆长度l，绘制不同单位长度充电电容C下的kU-h曲线，即谐波电压放大系数-谐波次数曲线。
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