当前,为缓解城市交通拥堵问题,我国城市轨道交通迅速发展。与此同时,其运营过程中的供电安全问题逐渐引起人们的重视。由于城市轨道交通普遍采用直流供电、走行轨回流方式,在回流过程中杂散电流与钢轨电位问题突出,已经对系统自身及周边城市地下工程造成了严重的安全隐患。如何保证城市轨道交通供电安全、避免牵引电流回流过程中带来的危害具有重要的研究意义。本文以城市轨道交通回流过程中杂散电流与钢轨电位为研究对象,对其动态分布规律及控制方法开展研究。本文对城市轨道交通直流牵引供电系统特性开展研究。分析直流牵引供电系统的结构组成以及系统中各部分的特性,特别是由走行轨、杂散电流排流网、大地多层结构组成的牵引电流回流通路及相关的杂散电流排流装置、钢轨电位限制装置的工作特性。根据实际直流牵引供电系统中列车运行过程,本文对列车所受外部作用力进行分析,同时针对列车不同运行工况建立列车动态运行方程,利用列车典型参数进行列车动态运行过程中功率-时间特性及位置-时间特性分析。本文基于列车动态运行特性,进行回流安全参数动态分布建模研究。首先,建立双边供电-单列车运行下“钢轨-排流网-大地”回流结构的杂散电流、钢轨电位静态分布模型,实现列车特定位置及牵引电流下系统杂散电流与钢轨电位的建模。其次,结合列车功率-时间动态变化曲线和功率-位置动态变化曲线,建立直流牵引供电系统的静态潮流分布计算模型及系统动态潮流变化计算模型。直流牵引供电系统动态潮流模型可得到列车动态运行下各节点电流分配情况,将该动态潮流模型结合杂散电流、钢轨电位静态分布模型可实现系统动态运行过程中杂散电流与钢轨电位的动态变化规律建模分析。基于杂散电流与钢轨电位动态分布模型,本文进行回流安全参数动态分布规律及控制方法的仿真分析。基于直流牵引供电系统的自身参数及列车的参数,开展直流牵引供电系统多牵引所多列车运行下潮流分析及杂散电流、钢轨电位变化分析。同时,研究列车在动态运行过程中再生制动功率与牵引功率重合情况不同时系统杂散电流与钢轨电位变化情况,以及在制动能量吸收装置不同启动电压下杂散电流与钢轨电位的变化情况,分析回流安全参数的控制方法。本文包含图63幅,表12个,参考文献60篇。