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城市轨道交通系统钢轨电位治理技术研究
| 论文题名： | 城市轨道交通系统钢轨电位治理技术研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;直流牵引回流系统;钢轨电位;杂散电流;电子负载装置 |
| 摘要： | 随着城市规划的日益完善，我国城市轨道交通系统得到飞速发展。一般直流牵引供电的轨道交通系统采用钢轨进行回流，在回流过程中存在钢轨电位过高和杂散电流泄漏的问题。传统的解决措施是采用钢轨电位限制装置(Over-Voltage Protection Device,OVPD)抑制钢轨电位升高，采用排流柜治理杂散电流泄漏，两者独立控制，相互影响。本文以钢轨电位为研究对象，采用电子负载替代OVPD，在治理钢轨电位的同时抑制杂散电流升高，减小排流柜的投入次数，降低排流柜对钢轨电位的影响，实现钢轨电位与杂散电流的综合治理。 首先，本文对直流牵引回流系统进行介绍，根据回流系统结构，建立“钢轨-排流网-大地”三层离散模型，在离散模型下得出钢轨电位和杂散电流分布规律，并分析回流系统参数对钢轨电位和杂散电流的影响。同时在离散模型中加入OVPD和排流柜装置，分析OVPD和排流柜在防护过程中存在的问题。 其次，分析可变电阻对钢轨电位和杂散电流的影响，提出将电子负载装置应用于直流牵引供电的轨道交通系统，通过改变电子负载的等效阻值，实现杂散电流和钢轨电位的综合治理。文中介绍了电子负载的拓扑结构和工作原理，并研究电子负载的软开关特性，提高了电子负载的功率密度。根据电子负载的工作模态，在传统电压、电流双闭环的基础上加入变步长扰动控制环节，构成三闭环控制环路，并给出各环路的设计过程。 最后，在直流牵引回流系统仿真模型中加入电子负载装置，通过仿真分析，验证了三闭环控制策略的合理性和有效性，同时也验证了电子负载的在钢轨电位治理过程中的可行性，达到了对源端电压控制的目的。通过OVPD、排流柜以及电子负载装置的仿真对比，验证了电子负载在钢轨电位治理过程中的优越性。 |
| 作者： | 闫耀双 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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