由于直流电机其良好的调速性能,直流供电方式在地铁系统中广泛应用。地铁的运营造成周围交流电网中接地变压器的直流偏磁故障,从而影响交流电网的正常运行。目前的研究认为地铁杂散电流会导致邻近地表的不均匀地电位分布,两个变电站接地网在不同接地点之间存在电位差,产生直流电流入侵交流电网,导致接地变压器的直流偏磁故障。本文研究了在牵引供电系统为地铁提供能量的同时,通过空间电磁场与附近输电线路之间的电磁耦合产生磁偏电流的可行性。通过对电网直流偏磁来源的分析,对地铁的建设、扼制电网直流偏磁,保证电网正常运行有重大的现实意义,本文围绕以下几个部分展开:分析轨道交通结构和供电系统,建立了地铁架空接触网与附近输电线路之间的电磁耦合模型,推导了输电线路与接触网之间不同空间位置关系下接触网在输电线路的静态感应电压,推导车体运动产生的运动磁场在线路上的动态感应电压。使用CDEGS仿真软件建立输电线路-接触网仿真模型,得出电网并行长度、相对位移差值、电网系统不同高度线路以及接触网和回流轨电流大小对电网感应电压的影响情况。研究发现感应电压随并行距离的增加呈线性增长;随相对位移的增加而减小,减小幅度先大后小;随输电线路的高度增加而增加;随接触网电流的增大而正比例增大。发现了感应电压随车体动态位置的变化规律,动态感应电压随地铁与输电线路的并行长度的增加先增大后减小,随列车与输电线路之间的距离的增加而减小,且减小的越来越快。在广州市多个地铁线路进行了实地测量,实时监测地铁引起的感应电压信号,还原接触网电流和运动车体在输电线路上的感应电压信号,发现地铁牵引供电系统具有对交流电网有很强的耦合作用。高架桥感应电压比隧道感应电压高15%左右,初步判断是隧道钢筋和土壤对磁场的屏蔽作用。经过初步计算和实测仿真1km输电线路静态感应电压可达1.5V,动态感应电压大约占静态感应电压的20%-50%左右。基于输电线路网络的实际参数,建立了地铁附近包含输电线路、接地变压器、接地网、杆塔、架空线接地回路直流模型,以1km输电线路感应电压1.5V为例,重点研究了变压器绕组直流电阻、变电站接地电阻、输电线路直流电阻对偏磁电流分布规律的研究,发现变电站接地电阻是影响偏磁电流的主要因素,输电线路次之,变压器绕组影响最小。列车启动时6km输电线路静态感应电压造成的偏磁电流可达10A左右,列车运动产生的动态电压造成的偏磁电流可达5A。发现了地铁和电网之间的空间电磁耦合是造成变压器直流偏磁不可忽略的重要因素。