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高速动车组操作过电压特性与影响机制研究
| 论文题名： | 高速动车组操作过电压特性与影响机制研究 |
| 关键词： | 高速动车组;牵引供电回路;断路器动作;操作过电压;受电弓;仿真模型 |
| 摘要： | 近年来随着我国高速铁路的快速发展，关于动车组的运营安全问题日益引起了各方学者的广泛关注。列车在升降弓、过分相、短路故障等工况中会频繁操作车载断路器，牵引供电回路中的电感、电容均为储能元件，在车载断路器打开或者接通时，储存在电感中的磁能在某一瞬间以电场的形式存储在电容之中，从而产生数倍于额定电压的操作过电压。由于高速动车组在进行断路器开闭操作时，整个牵引供电回路处于工作状态，因此会对与断路器有直接或间接电气连接的高压设备造成过电压的冲击，从而加速车顶高压部件的绝缘老化或绝缘击穿，以及造成车顶绝缘子闪络等一系列问题。不仅如此，耦合到车体的过电压还会对速度传感器、烟雾报警器等控制通讯类车载电子设备的正常工作造成影响，甚至引发重大安全事故。 基于“牵引变电所-接触网-高速动车组”整个牵引供电回路，介绍了在断路器动作时操作过电压的产生机理。利用PSpice软件对整个牵引回路进行电路仿真模型搭建。在仿真模型基础上对动车组各处的操作过电压特性进行仿真分析。断路器打开时仿真结果显示:受电弓上操作过电压幅值最大;变压器高压侧过电压幅值次之;耦合到车体上的过电压幅值最小，且分布在2到7车的车体操作过电压幅值依次减小。断路器闭合时仿真结果显示:受电弓与变压器高压侧过电压波形一样;车体操作过电压值普遍比断路器打开时小。 基于仿真模型，分析关键电气参数对各处操作过电压的影响机制。分析结果如下:网压相位为90°、270°时，受电弓操作过电压最大。受电弓操作过电压幅值随着短路电流的增加而增大，但在短路电流达到一定值之后，弓头过电压不再显著增大。牵引变压器高压侧操作过电压值随着变压器分布电容的增加而降低，在分布电容值达到一定值后过电压不再显著降低。断路器位于车顶时高压侧过电压相较于断路器位于车下降低了10.68％，因此建议断路器安装在于车顶。各车车体操作过电压与变压器励磁电感值成反比关系。车体操作过电压随着高压电缆单位电容值的增加先降低再增大，给出了单位电容的最佳值，在此值下各车过电压值最小。采用接地电阻器两端并电容的接地方式对车体操作过电压最好，不仅降低接地回流，也抑制车体操作过电压。 |
| 作者： | 万玉苏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 高国强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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