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原文传递高速动车组不断电自动过分相的研究

论文题名：	高速动车组不断电自动过分相的研究
关键词：	高速动车组;不断电自动过分相装置;交流牵引供电;环流抑制
摘要：	我国电气化铁路使用单相工频交流供电方式，为了保持电力系统三相负荷平衡并且提高电网的电能利用率，电气化铁道采用分段分相供电方式。在交流牵引供电系统中，接触网一般采用分段换相供电，因此各相之间装设分相装置。　　普速区段要求司机手动操作过分相；在高速动车组的运行线路上，机车每小时要通过十几个分相点；频繁通过分相区时，手动操作不仅耗费司机精力，而且过多地分散了司机行车的注意力，对行车安全极为不利。这种操作的成功与否，不仅依赖于车载过分相装置的可靠性，也依赖于司机的技能水平和道路信号的指示，而一旦有疏忽，就会造成带电闯分相，严重影响牵引供电系统的安全运行。因此，高速动车组过电分相装置的研究具有较高的理论意义和实际价值。　　高速动车组一般采用欧洲模式和日本模式过分相，前者，被称为车载型动车组分闸自动过分相(断电过分相)，司机手动操作则被当成是后备操作；后者被称为地面型动车组不分闸自动过分相(动车组不分闸，短时断电过分相)，而防止操作过电压是该种方式必须考虑的问题。　　本文针对我国不断发展着的高速动车组需要，基于电力电子技术，分析了上述两种模式的优缺点，提出了高速动车组不断电自动过分相系统技术方案，对系统架构与指标、功能要求、选型计算、模拟仿真等全面深入的论述。课题中提到的渐进式移相、网上检测动车组位置、自励辅助电源等方案，都是传统过分相装置中所不具备的。　　本文首先对牵引供电系统的工作原理进行了介绍，阐述过分相问题研究的必要性，对车载型自动过分相方案和地面型自动过分相方案进行了比较，提出了高速动车组不断电自动过分相方式的优越性，并通过系统方案比较，选取出最优方案。　　其次，对用于动车组不断电自动过分相的单相交流电源装置提出总体设计要求，详细设计一次主回路、整流功率单元、IGBT逆变功率单元、功率单元电抗器以及控制系统，对相关的参数进行分析和计算。　　再次，为了提高动车组不断电自动过分相装置的容量，对逆变器并联技术进行研究，以单台逆变器的运行原理为基础，研究逆变器并联系统的工作方式，分析环流产生的原因以及影响因素，应用下垂控制法实现对环流的抑制。　　最后，对动车组不断电自动过分相装置进行相关的工程计算，计算动车组主回路容量、辅助负荷容量以及惰行电流，计算动车组不断电自动过分相装置容量，选择相应的主回路电缆和开关容量，对小型化变压器的形式、容量及性能参数进行分析，根据单弓过分相形式和双弓过分相形式选择适合的整流模块和逆变模块；利用MATLAB/SIMULINK仿真软件构造装置的内部电路图，验证方案的可行性。
作者：	王术合
专业：	电气工程
导师：	王毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文