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高铁自动过分相系统冲击分量监测与抑制方法研究
| 论文题名： | 高铁自动过分相系统冲击分量监测与抑制方法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;自动过分相系统;冲击分量;监测机制;可靠性 |
| 摘要： | 我国高速铁路正飞速发展，截至2016年底通车里程达2.2万公里，然而高铁通过电分相区时，可能会发生多次电弧烧毁接触线和承力索，以及过电压击穿车顶保护间隙引起牵引变电所跳闸事故，严重影响高铁的安全可靠运营。因此，本文开展高铁自动过分相系统冲击分量监测与抑制方法研究，揭示高铁自动过分相暂态过程对车载变压器和电网产生的冲击影响，提出基于准同期装置的过电压和励磁涌流治理方案，为高铁安全可靠性设计和电网电磁环境治理提供理论依据。 本文主要研究如下: 1、分析了高铁牵引供电系统和供电方式，研究了三种高铁自动过分相原理，包括地面开关式自动过分相、车载断电式自动过分相和柱上自动切换式过分相，并对比分析了三种高铁自动过分相方法的优劣性; 2、分析了高铁自动过分相瞬态冲击机理，包括车载变压器过电压、励磁涌流的产生机理及电分相区中性段产生过电压机理;根据高铁过电分相暂态过程，对线路及车辆参数进行计算，建立反映高铁过分相过程的的分合闸等值电路，并推导出电压方程; 3、利用Matlab/Simulink针对关节式电分相结构、高铁以及牵引供电网的实际数据，建立反映高铁通过电分相区的电磁暂态仿真模型，并进行电磁暂态仿真，得出了中性线过电压幅值与波形，以及车载牵引变压器过电压及励磁涌流波形; 4、设计并制作高铁自动过分相冲击分量检测装置，包括硬件电路和人机交互软件，能够模拟高铁过分相过程中分闸、合闸角度，并利用该装置开展过电压和励磁涌流影响因素的实验研究，验证了高铁自动过分相瞬态冲击机理的正确性; 5、研究了高铁过分相时电路特性，提出了基于RC吸收装置的过电压治理措施及其优化参数设计;分析了合闸电压初相角对过电压的影响，提出了基于自动准同期装置控制合闸相位角的励磁涌流治理方案。 理论分析与实验结果表明:中性线产生过电压的性质是容性线路合闸振荡过电压，与接触网电压幅值和受电弓进入电分相时接触线上电压的相位密切相关，与牵引载体本身无关，其幅值具有随机性。车载牵引变压器过电压和励磁电流与主断路器进行分合闸操作时接触网上电压相位有关。受电弓端加装参数优化后的RC吸收装置，安装准同期分合闸控制装置，能有效抑制过电压及励磁涌流幅值。 |
| 作者： | 冶晓刚 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王恩荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京师范大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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