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电气化列车辅助供电系统不断电技术研究
| 论文题名： | 电气化列车辅助供电系统不断电技术研究 |
| 关键词： | 电气化列车;辅助供电系统;不断电技术;电子开关 |
| 摘要： | 随着近十年中国铁路的高速发展，和谐系列交流传动电力机车和CRH系列动车组逐渐成为电气化铁路运输的主力。相比于传统的电力机车，新型交流传动电力机车的牵引能力、可靠性和司乘人员的舒适性都有了显著提升。辅助供电系统是交流传动电力机车的重要组成部分，其可靠且不间断的工作，是保证机车可靠性和司乘人员舒适性的重要前提。但由于单相工频交流供电的电气化铁路牵引供电系统中不可避免的存在分相区，这在一定程度上影响了列车辅助供电系统的连续工作。本文围绕列车过分相时实现辅助供电系统不断电和无过电压、过电流这两个日标，对目前常见的断电自动过分相和带电自动过分相进行研究，研究内容包括断电自动过分相中变流器的控制和带电自动过分相中系统方案、列车受电弓位置检测技术以及过电压和过电流的抑制等几个方面。 本论文对和谐系列交流传动电力机车和CRH系列动车组的辅助系统主电路结构进行了对比，探讨了过分相过程中辅助供电系统失电对列车造成的影响。对比了现有的列车自动过分相技术，并分析它们的优点和不足。在此基础上对现有的自动过分相技术进行优化，实现列车通过分相区时辅助供电系统不断电。 本论文针对现有断电自动过分相技术中的辅助供电系统失电的问题，以HXD3型交流传动电力机车为代表，在现有断电自动过分相的基础上，提出了辅助供电系统不断电技术。通过研究断电自动过分相过程中牵引变流器的工作情况，提出了在列车主断路器断开前后和闭合前后列车牵引变流器的控制方案，实现了列车辅助供电系统在断电自动过分相的过程中持续工作且不产生过电压和过电流。 本论文针对现有带电自动过分相技术中存在的不足，研究了用电子开关代替真空机械开关的带电自动过分相方案。分析了现有带电自动过分相技术中过电压和过电流的产生机理，提出了利用电子开关的特性抑制过电压和过电流的带电自动过分相控制策略。此方案可以有效缩短列车过分相的失电时间，实现列车辅助供电系统在过分相的过程中不断电且不产生过电压和过电流。通过研究接触网结构，对接触网进行建模分析，提出了应用于带电自动过分相系统中的列车受电弓位置检测技术。 本论文还搭建了辅助供电系统不断电的电子开关地面自动过分相试验台，用单相变压器和四象限整流器模拟机车负载，实现地面自动过分相中电子开关的控制策略。试验结果验证了本论文的理论分析，表明电子开关地面自动过分相技术可以实现列车在过分相的过程中不断电且不产生过电压和过电流。 |
| 作者： | 马浩宇 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 郑琼林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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