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电力机车高压电气系统过电压防护方案研究
| 论文题名： | 电力机车高压电气系统过电压防护方案研究 |
| 关键词： | 电力机车;避雷器;等值电路;过电压;防护方案;高压电气系统;牵引供电系统 |
| 摘要： | 牵引供电系统过电压现象会影响电力机车高压电气设备的正常运行，严重时还可能烧损避雷器等高压电气设备，本文以HXD21000、HXDlD型电力机车为例，对电力机车在运行过程中可能遇到的雷电过电压、操作过电压、谐振过电压的产生机理进行理论分析;通过对HXD21000型电力机车升弓电磁暂态测试及谐波特性测试，对电力机车过电压数据进行采集，结合现场测试结果介绍电力机车的过电压环境。 介绍了HXD21000、HXDlD型电力机车高压电气系统的组成及设备的布置，对电力机车避雷器、放电间隙及高压互感器进行测试，介绍电力机车避雷器及高压电缆在PSCAD/EMTDC中的建模方法，采用指数函数模拟避雷器的伏安特性，电缆采用依频模型精确建模。 对避雷器高频特性进行测试，观测电力机车避雷器在50Hz—2kHz间不同频率交流电压下的幅频、相频、泄露电流变化等特性，建立避雷器在高频谐波下的等效电路模型;通过实测数据观察和等效电路仿真得到随作用电压频率的增高，避雷器有功损耗增高的结论;依据对避雷器热特性的研究，指出避雷器在运行过程中的谐波电压极限值。对避雷器高频特性研究表明，在避雷器的设计过程中，需要考虑避雷器对高频谐波电压的耐受性能，以避免电力机车避雷器在运行过程中发生热损坏的现象。 对电力机车高压系统的绝缘配合进行研究，分析指出两级避雷器可以更有效的对电力机车进行保护;放电间隙容易引起电力机车或牵引变电所故障，现阶段放电间隙已不适合在电力机车上进行过电压保护。 最后，对HXD21000型电力机车的过电压防护方案进行优化:采用两级避雷器并拆除放电间隙，在实际运行中验证了该优化方案的可行性;根据HXD21000型电力机车过电压防护方案优化经验，对HXDlD型电力机车过电压防护方案进行了设计。 |
| 作者： | 贾岩鑫 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴命利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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