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接触网覆冰机理与在线防冰方法的研究
| 论文题名： | 接触网覆冰机理与在线防冰方法的研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;接触网;在线防冰;热平衡过程;覆冰强度;温度场 |
| 摘要： | 我国电气化铁路总里程快速增长，客运高速和货运重载铁路大规模建设，一些新的电气化铁路线路很可能要穿越高寒、高湿和高海拔地区等易发生覆冰的区域，接触网覆冰灾害问题已成为各级部门广泛关注的问题，为了既能消除覆冰，同时也能保证行车所必须的电能供给，接触网在线防冰技术将成为未来电气化铁路防融冰的主要方法之一，因此迫切需要开展相关的基础理论研究。 论文研究了空气含水引起接触网覆冰的关键基础参量，基于流体力学、热力学，建立接触线、承力索、整体吊弦的气流场模型，通过水滴受力分析、动量平衡过程分析，建立气流场中水滴的运动轨迹，据此研究了水滴在接触网各部件表面的碰撞情况，确定局部碰撞率和总体碰撞率，为覆冰发展及覆冰动态热平衡的研究奠定基础。 研究了接触网覆冰的热平衡过程及增长规律，结合接触网周边及沿面的气流场及水滴碰撞率的研究结果，建立了覆冰热平衡方程，通过分析局部努珊数分布等特征，推导热平衡方程主要技术参数求取方法，确定各种运行工况下的接触网临界防冰电流，通过仿真接触网的干增长覆冰和湿增长覆冰过程中覆冰轮廓，研究覆冰量的变化规律。 研究了接触网在线防冰方法及其电气参量关联机制，提出了基于配对SVG(StaticVarGenerator)的无功潮流大电流融冰法，据此构建了基于SVG技术的接触网在线防冰方案，分析直供（包括末端并联运行）和AT（包括末端并联运行）两种供电方式下防冰电流和机车负荷电流的综合分布，推导电流分布与供电臂末端电压的关系式，并基于牵引网网压要求，给出不同工况下允许的防冰电流动态范围。 基于水滴碰撞率、热平衡方程和导线表面覆冰增长速度、接触网电流分布及电流与电压之间的关系，研究了接触网在线防冰电流的动态决策和防冰系统的控制，提出并验证了“以覆冰强度为控制目标的防冰开关决策方法”和“以接触网温度为控制目标的防冰电流决策方法”，分析实际运行工况下在线防冰过程中的接触网纵向温度、横向温度场，验证基于SVG在线防冰方案的有效性。 |
| 作者： | 郭蕾 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 张群湛 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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