电气化铁路车网电气耦合特性研究

摘要

牵引供电系统与电力列车之间存在着紧密的电气耦合，良好的电气匹配关系是确保牵引供电系统供电质量以及电力列车安全、稳定、持续运行的关键。在电力列车运行中，因电气不匹配出现了多种复杂异常电气过程，严重影响了牵引供电系统和列车运行的可靠性和安全性。本文针对车网耦合系统中出现的牵引网电压振荡现象、列车励磁涌流现象进行了研究，并提出了有效的抑制措施。
　　本文研究了车网耦合系统中出现的牵引网电压振荡现象发生的机理，建立了考虑牵引供电系统参数和电力列车控制参数在内的车网耦合系统模型，通过对车网耦合系统等效模型的频域分析，建立系统的闭环传递函数，分析了影响系统稳定性的关键因素，通过时域仿真再现了牵引网电压振荡现象，并对其影响因素进行仿真验证。
　　建立了牵引供电系统、电力列车变压器的数学模型与仿真模型，以及牵引网分布参数模型、电力列车变压器和电力列车变流器的联合仿真模型，研究了电力列车合闸变压器励磁涌流及运行变压器和应涌流的发生机理，并分析了影响涌流的关键因素，以及涌流对车网耦合系统产生的影响。
　　根据牵引网电压振荡的影响因素，提出从改善牵引网和改善列车控制策略的角度来抑制牵引网电压振荡，分析了电力列车网侧整流器采用基于dq解耦控制策略，通过对无功电流的控制，实现抑制牵引网电压振荡;研究了一种适用于分区所的不间断供电自动过分相系统，介绍了其结构与工作原理，对列车过分相过程进行建模仿真分析，该系统可实现列车不断电过分相，避免了列车在分区所过分相时产生励磁涌流。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 牵引网电压振荡研究现状

1．2．2 励磁涌流研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 车网耦合系统牵引网电压振荡分析

2．1 引言

2．2 车网耦合系统模型

2．2．1 牵引供电系统模型

2．2．2 电力列车模型

2．2．3 车网系统模型

2．2．4 车网系统仿真

2．3 车网耦合系统稳定性分析

2．3．1 车网耦合系统闭环传递函数

2．3．2 闭环系统稳定性分析

2．3．3 影响因素分析

2．4 仿真验证

2．5 本章小结

第3章 电力列车励磁涌流机理及影响分析

3．1 引言

3．2 电力列车变压器励磁涌流

3．2．1 电力列车变压器励磁涌流发生机理

3．2．2 建模及参数设计

3．2．3 仿真分析

3．3 励磁涌流对车网耦合系统的影响分析

3．3．1 建模仿真分析

3．3．2 实测数据分析

3．4 电力列车变压器和应涌流

3．4．1 电力列车变压器和应涌流发生机理

3．4．2 和应涌流仿真分析

3．5 本章小结

第4章 牵引网电压振荡与励磁涌流抑制措施

4．1 引言

4．2 牵引网电压振荡抑制措施

4．2．1 改善牵引网抑制措施

4．2．2 调整电力列车控制参数抑制措施

4．2．3 电力列车网侧整流器dq解耦控制抑制措施

4．3 励磁涌流抑制措施

4．3．1 新型分区所不间断供电自动过分相系统原理

4．3．2 新型分区所不间断供电自动过分相系统仿真

4．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果