高速铁路牵引变压器供电能力分析研究

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1、－；－．密级：公开ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧ了ｌＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕±学位论文髙速铁路牵引变压器供电能力分析研究ＡｎａｎｌｓｉｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｗｅｒＳｕｌｙＣａｐａｃｉｔｙｏｆｐｐ－ｅｅｄＲａＨｉｈｓｉｌｗａＴｒａｃｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｇｐｙ培养单位：电气与电子工程学院专业：电力电子与电力传动研究生：李倩指导教师：王硕禾教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：來日期：户仅啼关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和

3、编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。密的论文在解密后应遵守此规定Ｃ保）（作者签名１０水日期；户杉奇—弘皆，导师签名日期＝摘要摘要铁路的快速发展对牵引供电系统供电能力的要求越来越高，牵引变压器作为牵引供电系统的核心部分，其主要功能是降压、分相以及向牵引负荷供电，因此牵引变压器的带负荷能力是牵引供电系统供电能力关键指标，关系到铁路的整体运输能力。接触网供电由牵引变电所供应电能，相邻变电所之间毗连的供电臂相互绝缘，一旦外部

4、电源失压或牵引变电所设备故障引起本所停电时,通常由相邻的牵引变电所向停电的牵引变电所采取越区供电的方式向接触网供电。越区供电时牵引变电所供电距离延长，供电臂上列车运行密度增大，影响牵引变压器的供电能力。为了保证牵引供电系统出现故障时能够安全运行，通常设计时将牵引变压器容量留有较大余量，但是对于列车密度小，负荷率较低的线路，会导致牵引电费增大，资源浪费严重。因此，有必要对牵引供电系统供电能力进行经济和技术上的分析研究，为充分利用牵引变压器供电利用率提供依据。本文采用数值仿真、理论分析与现场实测相结合的研究方法，对牵引网、牵引变压器

5、和电力机车进行建模仿真。利用Carson理论对牵引网多导体传输线进行简化降阶，建立基于集中参数的型等值电路，分析了全并联AT供电方式下电流分布，得到计算电流公式。对我国常用的纯单相、YND11、Scott、VV和VX几种牵引变压器接线形式进行了理论分析和仿真，验证了仿真模型的可应用性，并仿真搭建了CRH3型电力机车。分别对正常供电和越区供电情况下的牵引供电系统进行供电能力计算，得出在牵引变压器容量一定条件下最大列车对数，并在EMTP-ATP仿真平台搭建了车网耦合等效模型。对牵引变压器温升和寿命损失进行计算，分析正常供电和越区供

6、电时牵引负荷对牵引变压器的影响。在此基础上，对牵引供电系统进行了经济分析，提出一种基于阈交理论的负荷分析算法，在当前两部制电价计费方式下，根据牵引负荷分析计算给出的变压器负荷率合理选择牵引电费计费方式，为实现牵引变压器经济运行提供依据。大量实测数据分析对比显示，上述研究内容与现场实测相符，对实际生产具有一定指导意义。关键词：牵引变压器，供电能力，越区供电，温升，寿命损失，阈交理论AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentoftherailway,thereguirementsofthepowe

7、rsupplyabilityishigherandhigher.Thetractiontransformer,isthecorepartofthetractionpowersupplysystem,whosemainfunctionistobuck,splitphaseandsupplypowerforthetractionload,sotheloadcapacityoftractiontransformeristhekeyindexofthetractionpowersupplyability,evenrelatestothe

8、wholerailwaytransportationcapacity.Theelectricityoftractionnetworkisprovidedbytractionsubstation.Thepowersupplyarmoftheadjacentsubs