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动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究
| 论文题名： | 动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究 |
| 关键词： | 动车组;电磁暂态过程;高压系统;过电压;控制技术;建模仿真 |
| 摘要： | 动车组在升降受电弓或者分合主断路器时可能会出现电磁暂态过程，产生操作过电压，影响车上电子设备的正常工作，对周围环境造成电磁干扰，不利于动车组的正常运行。本文以CRH2型动车组为例，研究了动车组在升降弓和分合主断路器时电磁暂态的发生机理，以及影响暂态过程的相关因素。 理论研究发现，在升弓电磁暂态中，当车顶电缆参数不变情况下，暂态振荡频率主要受电源等值电感的影响，过电压值及持续时间与系统阻尼有关，即受电阻和电感的影响。在合断路器时，牵引变压器二次侧过电压大小与合闸角有关，原边励磁涌流与合闸角以及剩磁有关。 详细介绍动车组高压系统建模方法。在计算电源等值参数时需要考虑高频下集肤效应对导体阻抗的影响;弓网电弧模型考虑了空气被击穿产生电弧的过程以及电弧弧长变化;采用指数函数模拟避雷器的伏安特性;电压互感器采用UMEC模型;通过避雷器漏泄电流试验和电压互感器励磁特性试验获取相关参数，辅助建模;牵引变压器采用经典模型，考虑其励磁特性。利用PSCAD/EMTDC仿真软件针对CRH2型动车组建立了高压系统仿真模型，仿真在升弓和合断路器时的电磁暂态过程。仿真结果表明，CRH2型动车组升弓电磁暂态过电压值可达60～75kV，振荡频率一般在40～70kHz，振荡持续时间一般在0.2～1.5ms。合主断路器时，合闸角在90°附近，牵引变压器二次绕组过电压较大，原边励磁涌流较小，在0°附近，过电压值较小但励磁涌流较大;剩磁越大，励磁涌流越大。 在车库内对CRH2型动车组进行了升降弓以及分合断路器时的电磁暂态测试，获得接触网电压、牵引变压器二次绕组电压和电缆电流实测波形。实测结果表明，升降弓过电压值在60～70kV，合断路器牵引绕组过电压为2.9～6.2kV，分断路器时牵引绕组过电压为2～5kV，励磁涌流为0.1～0.3kA。通过与仿真结果的对比，验证了仿真模型的有效性。 最后，提出两种抑制电磁暂态过电压的技术对策:在车顶高压电气系统附加电感和并接RC滤波器。仿真两种方法的改善效果，设计了电感和RC滤波器的相关参数，并制作了RC滤波器实物。 |
| 作者： | 史丹 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴命利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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