考虑钢轨参数频变的牵引网行波传播特性研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文考虑钢轨参数频变的牵引网行波传播特性研究学位申请人：乐果学科专业：交通信息工程及控制指导教师：林知明教授指导教师：陈剑云教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除

2、了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文

3、在解密后遵守此规定，无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要考虑钢轨参数频变的牵引网行波传播特性研究摘要随着全国铁路网络大格局的不断完善以及面向全球的铁路建设贸易，中国铁路发展将继续领跑全球，而电力牵引也将成为干线运输的主要方式。由于铁路运营网络的复杂性，电气化高速铁路的运行可靠性，故障的快速诊断，运营的快速恢复对电气化铁路运输有着极其重要的意义。在牵引供电系统中，输电线路普遍存在参数频变现象，而钢轨作为牵引网重要组成部分，不仅承担牵引回流的作

4、用，还传输丰富的行波信号，且钢轨的特殊材质和不规则截面形状使得其参数频变现象尤为严重。线路参数频变现象所引发的故障行波在其传播过程中产生色散现象，会导致行波波头发生畸变，波速无法确定，从而影响行波故障测距精度。为提高故障测距的精度，牵引网传输导体频变参数和暂态行波特性成为一个重要的研究课题。本文首先对现有行波故障测距原理进行了分析和综述，分析了牵引网频变参数现象对行波在牵引网中传输的影响以及对行波故障测距精度的干扰。综合考虑钢轨频变参数对实现牵引供电网线路电阻、电感和电容参数数值计算的影响，首先分析了计算

5、钢轨频变参数两大难点—钢轨铁磁特性以及不规则截面形状。然后再对现有计算钢轨频变参数可行方法进行综合对比后，利用有限元仿真软件实现了钢轨频变参数的计算，从而得出准确的全频域牵引网电气参数，并依此参数对上下行AT牵引网的多根导线进行归并计算，得出各频率下的六相线路的耦合参数。同时为获得精确行波特性参数，实现解耦算法的相模变换矩阵必需保证在整个频域内都是光滑连续的，通过本文的LM（Levenberg-Marquardt）算法来实现的特征向量的近似迭代，可以保证相模变换矩阵的平滑连续性，同时计算结果表明模5和模6

6、的行波特性稳定，适用于牵引网暂态行波的研究。关键词：钢轨频变参数；有限元仿真；相模变换；LM算法；行波特性参数ABSTRACTTravelingWavePropagationCharacteristicsResearchforTractionNetworkofConsideringRailParametersFrequency-DependentABSTRACTWiththecontinuousimprovementofthenationalrailwaynetworkandtheglobalrailwa

7、yconstructiontrade,China'srailwaydevelopmentwillcontinuetoleadtheworld.Andtheelectrictractionwillnaturallybecomethemainwayoftrunktransport.Duetothecomplexityoftherailwayoperationnetwork,theoperationreliabilityoftheelectrifiedhigh-speedrailway,thequickdiag

8、nosisofthefaultandtherapidrecoveryofoperationhasgreatsignificancefortheelectrifiedrailwaytransportation.Inthetractionpowersupplysystem,iscommonthatthetransmissionlineparametersofthefrequency-dependentphenomenon.Ther