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不同强度地磁暴对高铁牵引网影响的研究
| 论文题名： | 不同强度地磁暴对高铁牵引网影响的研究 |
| 关键词： | 高速铁路;电气系统;牵引网;地磁暴 |
| 摘要： | 太阳风暴会引发地磁场的剧烈变动，感应产生的地面电动势(ESP)会以地磁感应电流(GIC)或地电位的形式侵害铁路、电网、油气管道等地面基础技术系统。地磁暴曾经造成纽约中央铁路公司信号交换系统失灵、瑞典南部铁路信号灯“闪红”和俄罗斯北部铁路车站的信号集中闭塞系统异常等干扰。相比传统铁路来说，高速铁路不仅仅是在速度上明显提升，而是一种采用了多项高新技术的新型交通工具。因而，更加复杂的高速铁路电气系统，更容易受到外部电磁干扰。研究磁暴这种电磁干扰对高速铁路客运专线电气系统的影响是关系到高铁行车安全的重大问题，也是空间天气对地面基础技术系统影响的前沿课题。 本文在已有地磁暴侵害高铁电气系统机理分析、电网地磁感应电流(GIC)监测技术与监测数据分析方法的研究基础上，首先分析了地磁暴以GIC形式对牵引网和轨道电路的影响机理。其次，利用装设在京广高铁鹤壁东牵引变电站的GIC监测装置，收集整理了2015年3月17-19日和6月22-24日两次强磁暴期间的监测数据，并与同时段山东马陵山地磁台的磁暴数据进行了对比分析、统计分析和相关性分析，分析结果表明GIC会在高铁电气系统流动。然后，针对我国高铁牵引网的供电方式及接线特征，借助电网GIC问题的研究方法，建立在AT供电方式下，牵引网受到磁暴侵害的等效电路模型。最后，利用基于分层大地电导率模型的地面感应电场算法，以3月17日(UT)的磁暴数据为依据，分别计算了高、低阻性大地模型下的地面电场强度，接着利用牵引网的等效GIC电路模型，分别选择0.2V/km、1V/km和2V/km的正北向或正东向均匀地电场作为计算高铁牵引网GIC的干扰等效电压源，计算了京广高铁鹤壁东供电分区内牵引网中的GIC及入地GIC。计算结果表明，在强磁暴侵害下，我国高铁牵引网中会产生数安至数十安的GIC，可能影响高铁牵引供电系统的正常运行。 |
| 作者： | 周游 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 宗伟;张继富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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