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同相AT供电平衡变换装置保护研究
| 论文题名： | 同相AT供电平衡变换装置保护研究 |
| 关键词： | 铁路牵引;有源滤波器;平衡变换装置;变流器;耦合变压器 |
| 摘要： | 利用有源滤波器(APF)构成的同相牵引供电，是一门综合解决目前铁路牵引系统存在的负序、谐波、无功等问题的新兴技术。铁路牵引负载功率大且电压较高，所以同相供电的APF首先必须解决高电压、大容量问题。APF在电力系统很早就用于谐波和无功补偿，因此对APF从结构、控制到保护等相关研究已经取得了丰硕的成果，铁路同相牵引供电可以从中借鉴。但目前国内外还无成熟的能够满足同相供电电压、容量要求的APF结构形式，本文在这方面进行了探索，提出了一种二极管箝位式两电平输出的高电压、大容量APF。论文内容围绕本文提出的大容量APF构成的平衡变换装置进行保护研究，为装置提供一个从整体到具体器件的全面保护，文中还利用Matlab仿真软件对部分保护方案的正确性作了验证。 论文首先确定以适应牵引变压器接线形式最多的两背靠背变流器构成的平衡变换装置作为研究对象。以该平衡变换装置为原形引出了同相供电与APF的基本原理，作为故障情况下平衡变换装置的暂态过程分析以及仿真建模的理论基础。 接着论文分析了APF主回路可能发生的各类故障，并提出了相应的保护方案。论文还给出了耦合变压器的保护方案。 由于APF主回路保护不能满足IGBT模块过流时对快速性的要求，论文研究了新型APF电路的IGBT过流综合保护方案。提出了两种多电平APF电路过压缓冲吸收电路，并进行了仿真对比。针对目前无APF单个器件故障检测的状况，本文专门设计了检测IGBT及其反并联二极管故障的电路。另外，对IGBT模块散热进行了一定的研究，给出了一种实用的IGBT模块功耗工程计算方法，可以对模块的功耗进行估计。 最后论文对牵引网发生过电流、过电压时APF的暂态过程进行了研究，得出牵引网发生过流、过压会造成APF器件损坏的结论，然后给出了相应的保护方案。作为附加部分，论文还对传统三电平APF应用于同相AT供电时的平衡补偿效果以及牵引网过流时APF的保护作了一定的研究。 |
| 作者： | 袁明旭 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 陈小川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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