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电气化铁路牵引负荷的谐波源模型研究
| 论文题名： | 电气化铁路牵引负荷的谐波源模型研究 |
| 关键词： | 电力系统;电气化铁路牵引负荷;谐波分析;负荷建模;谐波源;潮流计算 |
| 摘要： | 电气化铁道在我国迅速发展，铁路电气化率接近30％，并承担铁路总运量的50％以上，给国民经济带来了巨大的经济效益。但是电气化铁道从电网取得工频能量的同时，向电网注入了大量的高次谐波电流和负序电流。目前，电气化铁路牵引负荷已成为电力系统中重要的谐波源和负序源，其所产生的谐波和负序电流均会对电力系统及电气设备造成严重危害。例如，谐波会使发电机、电动机产生附加功率损耗和发热，使并联电容补偿装置过负荷甚至损坏，影响测量仪表的精度等。特别是，谐波与负序的共同影响会使继电保护、自动装置误动，危及电力系统的安全稳定运行。 为了从根本上抑制电气化铁路牵引负荷谐波带来的危害，削弱谐波对牵引供电系统主元件、保护测控装置和其他用户电子设备的影响，有必要对电气化铁路牵引负荷产生的谐波进行研究。本论文电气化铁路牵引负荷的谐波源模型研究是基于经典的电路、电力电子理论，运用计算机模拟技术获取电力机车各种工况下运行时谐波特性参数。首先利用MATLAB平台的Simulink工具箱对SS-8型电力机车机车主电路及其辅助电路，牵引变电站主变压器等分模块建模，构建了牵引负荷仿真平台。根据电力机车在牵引工况和制动工况时整流调压电路的换向过程和导通情况，分析了机车在不同负载、不同坡度以及风阻等的运行环境的运行特性，采集牵引负荷在各种运行条件下的相关数据；然后分析不同结线型式牵引变压器，单臂有负荷以及两供电臂均有负荷的不同情况下牵引负荷注入电力系统三相谐波电流的特点，并对其不对称度进行分析，在此基础上提出了电气化铁路牵引负荷的一种新型简化谐波源模型该模型用谐波电流源描述牵引负荷的谐波特性，各次谐波电流的实部和虚部被表达为基波正序电压、电流有效值及其相角差的函数。最后从相关系数、模型方程显著性、参数显著性以及模型自变量选择等相关分析原理论证了本文所提出的谐波电流源模型是真正描述了电气化铁路牵引负荷谐波特性的有效模型。 最后编制了含电气化铁路牵引负荷的不对称潮流计算程序。根据谐波电流和线路、发电机、变压器、负荷等元件的谐波模型形成的谐波导纳矩阵，通过求解线性方程得到各个节点的谐波电压值。从而可以定量描述牵引负荷的谐波影响。 |
| 作者： | 胡航帆 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 李欣然 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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