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基于平衡牵引变压器的电气化铁道功率调节系统的研究
| 论文题名： | 基于平衡牵引变压器的电气化铁道功率调节系统的研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;平衡牵引变压器;电能质量;功率调节系统 |
| 摘要： | 电气化铁路具备高速、重载、低污染等方面的优势，是经济和社会发展的大动脉。现代电力机车以交直型和交直交型为主，而老式地交直型货运列车仍为主线，其运行所带来的无功、负序和谐波的问题一直是电力和铁路部门争议的焦点。为应对电气化铁道供电系统电能质量问题所带来的挑战，本文在国家自然科学基金资助项目、湖南省自然科学基金重点项目的支撑下，结合某牵引变电站的实测数据，综合对比传统的铁路功率调节系统(railwaystaticpowerconditioner，RPC)，提出了一种新型的混合型电气化铁道电能质量综合治理系统(hybridrailwaypowerqualitymanagementsystem，H-RPQMS)。论文的主要工作和创新点如下: 首先，提出了一种基于平衡牵引变压器的混合型电气化铁道电能质量综合治理系统的拓扑结构，该系统将RPC中与牵引网相连的耦合电感，替换成了LC电感电容串联耦合支路。分析了该补偿系统的工作原理;深入研究了该系统变流器的端口电压特性;对比分析了该系统与RPC的变流器端口容量。数学推导及仿真表明，在同等补偿电流下该系统有源部分的补偿容量大幅低于RPC系统，降低了装置的总体成本，并且补偿效果较RPC优越。在端口电压和容量分析的基础上，给出了LC耦合支路的参数设计方法。 其次，阐述了采用平衡牵引变压器的高速铁路供电系统的负序和谐波的补偿原理，揭示了高速铁路供电系统的负序补偿机理;提出了高速铁路供电系统的负序和谐波实时检测方法及控制策略。 最后，对某牵引变电站的实测数据进行了统计与概率分析，结合某牵引变电站的实测数据进行建模与仿真。针对不同的运营工况，提出混合型补偿系统的各子系统补偿容量及LC参数设计方法，仿真结果表明，本文所提出的H-RPQMS能针对机车运营工况获得较好的负序抑制效果，并验证了H-RPQMS的变流器端口电压、容量的数学推导及分析的正确性。 |
| 作者： | 王丹 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张志文;周冠东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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