动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究作者姓名史丹学科专业电气工程指导教师吴命利教授培养院系电气工程学院二零一五年三月硕士学位论文动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究作者：史丹导师：吴命利北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、縮印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际

2、合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）导师签名：学位论文作者签名签字曰期丨年）月《“曰签字日期：年月斤日7:校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文动车组高压系统操作过电压及其抑制技术研究作者姓名：史丹学号：导师姓名：教授：吴命利称学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：电气工程研究方向：牵引供电理论与技术北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师吴命利教授的悉心指导下完成的，吴命利教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在研究生期间，吴老师悉心指导我完成了实验室的科

3、研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助。在论文选题、写作和相关的现场试验等方面，吴老师提出了许多建设性的意见和建议使我茅塞顿开，他传授的不仅仅是方法，更重要的是一种态度，这些将伴随我的一生，令我终生受用。在此向吴老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，实验室的兄弟姐妹们对我论文中的现场测试以及数据处理研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢我的父母，无论我在何时何地，总有他们给我以鼓励和鞭策，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。摘要摘要动车组在升降受电弓或者分合主断路器时可能会出现电磁暂态

4、过程，产生操作过电压，影响车上电子设备的正常工作，对周围环境造成电磁干扰，不利于动车组的正常运行。本文以型动车组为例，研究了动车组在升降弓和分合主断路器时电磁暂态的发生机理，以及影响暂态过程的相关因素。理论研究发现，在升弓电磁暂态中，当车顶电缆参数不变情况下，暂态振荡频率主要受电源等值电感的影响，过电压值及持续时间与系统阻尼有关，即受电阻和电感的影响。在合断路器时，牵引变压器二次侧过电压大小与合闸角有关，原边励磁涌流与合闸角以及剩磁有关。详细介绍动车组高压系统建模方法。在计算电源等值参数时需要考虑高频下集肤效应对导体阻抗的影响；弓网电弧

5、模型考虑了空气被击穿产生电弧的过程以及电弧弧长变化；采用指数函数模拟避雷器的伏安特性；电压互感器采用模型通过避雷器漏泄电流试验和电压互感器励磁特性试验获取相关参数，辅助建模；牵引变压器采用经典模型，考虑其励磁特性。利用仿真软件针对型动车组建立了高压系统仿真模型仿真在升弓和合断路器时的电磁暂态过程。仿真结果表明，型动车组升弓电磁暂态过电压值可达，振荡频率一般在振荡持续时间一般在。合主断路器时，合闸角在°附近，牵引变压器二次绕组过电压较大，原边励磁涌流较小，在°附近，过电压值较小但励磁涌流较大；剩磁越大，励磁涌流越大。在车库内对型动车组进行

6、了升降弓以及分合断路器时的电磁暂态测试，获得接触网电压、牵引变压器二次绕组电压和电缆电流实测波形。实测结果表明，升降弓过电压值在，合断路器牵引绕组过电压为，分断路器时牵引绕组过电压为励磁涌流为。通过与仿真结果的对比，验证了仿真模型的有效性。最后，提出两种抑制电磁暂态过电压的技术对策：在车顶高压电气系统附加电感和并接滤波器。仿真两种方法的改善效果，设计了电感和滤波器的相关参数，并制作了滤波器实物。关键词：动车组；电磁暂态；建模仿真；操作过电压；电弧ABSTRACTABSTRACTAstheelectricmultipleunitstrai

7、nslifting/droppingthepantographoropening/closingthemainbreaker,theelectromagnetictransientsinthehighvoltagecircuitmayproduceovervoltageanddisturbtheonboardelectronicequipment,aswellasemithighfrequencyelectromagneticinterference,whichhazardthenormaloperationofEMUs.Takingt

8、heCRH2EMUasanexample,themechanismofelectromagnetictransientduringlifting/droppingthepantographoropening