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地磁暴影响轨道电路正常工作的仿真研究
| 论文题名： | 地磁暴影响轨道电路正常工作的仿真研究 |
| 关键词： | 轨道电路;铁路信号系统;地磁暴;仿真分析 |
| 摘要： | 地磁暴的发生经常伴随着一些国家和地区的铁路轨道电路失灵事故，其影响轨道电路正常工作的原理和物理过程需要系统性的研究。本文通过借助中低纬度地磁暴的研究方法，结合国外发生过的地磁暴侵害铁路信号系统的事故及其特征、规律和现象，初步研究了地磁暴作用于铁路轨道电路系统的作用途径和物理过程。根据铁路系统的接地结构特点，分析了流过受电端扼流变压器的不平衡地磁感应电流的产生和直线走向铁路地磁感应电流(GIC)水平的计算方法;选取国内地实测的2004年11月9日兰州地磁台监测数据，根据国内某段铁路的地理走向以及该区段上大地的电导率一维模型，估算了该段铁路的地电场水平;利用选取的铁路线段地面设备的参数和感应地电场数据得到了轨道电路中流过的不平衡GIC水平;在MATLAB/simulink中，仿真分析了计算的不平衡GIC对扼流变压器的影响，结果表明干扰源的产生会造成变压器发生直流偏磁饱和，致使二次侧的电压、电流波形发生畸变，基波25Hz信号被削弱;进一步在这种前提下对97型25Hz相敏轨道电路中信号继电器的轨道线圈侧工作电压进行了计算仿真，研究了轨道电路继电器误动的可能性，结果显示磁暴发生时信号继电器的二元二位继电器轨道线圈电压降低和电流相位偏离理想工作值，并且随着感应地电场水平的增大最终会导致继电器的误动，造成铁路信号灯闪红。本文中致使轨道继电器误动的感应地电场水平与国外的事故记录相符，提出的通过致使扼流变压器偏磁饱和影响信号灯正常显示的原理也与国外的监测结果一致，验证了本文提出物理过程和原理的科学性，解释了高纬度国家发生的磁暴导致的轨道信号灯闪红现象，为下一步开展地磁暴干扰现代铁路系统安全运行的研究提供了借鉴。 |
| 作者： | 于永富 |
| 专业： | 电气工程；电力系统及其自动化 |
| 导师： | 刘连光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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