城市轨道交通钢轨电位过高原因及限制措施研究

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1、硕士学位论文城市轨道交通钢轨电位过高原因及限制措施研究ResearchonReasonsforHighRailPotentialandRestrictiveMeasuresinUrbanRailTransit作者：许蓓导师：刘建华副教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TM922.3学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文城市轨道交通钢轨电位过高原因及限制措施研究ResearchonReasonsforHighRailPotentialandRestrictiveMeasuresinUrbanRailTransit作者许蓓导师刘建华副

2、教授申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向供配电安全答辩委员会主席陈奎评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生许蓓在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢研究生学习生涯转瞬即逝，这三年里我收获很多，无论是学术上还是生活上，我都我取得了一定的成长和进步。在此诚挚的向所有关心、帮助、支持过我的老师、同学、亲人、朋友致以深深的谢意！首先我要感谢

3、我的导师刘建华副教授，本文的工作成果都是在导师的悉心指导下完成的。刘老师踏实的工作作风，渊博的专业知识，精益求精的治学态度，诲人不倦的高尚师德，和蔼可亲的人格魅力，宽以待人、严于律己的崇高风范对我影响深远。不仅使我树立了远大的理想目标，还使我明白了许多为人处事的道理，使我顺利完成学习和科研工作，我所取得的每一份成绩都浸渍着恩师的汗水。在此，谨向恩师致以深深的敬意！衷心的祝福我的导师刘老师及其家人工作顺利、身体健康。感谢父母为我创建了一个美好的家庭，感谢父母的养育之恩，以及二十多年含辛茹苦、任劳任怨、无怨无悔地付出。无论我遇到多大的困难与挫折，父母总会在第一时间给

4、予我支持与帮助，让我即使身处困境，也不曾孤单和害怕，积极乐观、真诚善良。在外求学多年，没能经常陪伴父母身旁，也没能帮忙分担太多，在此，我要对父母说：爸妈，辛苦了，我爱你们！除此之外，我要感谢其他的家人，我成长过程中一点一滴的进步都离不开他们的支持和鼓励，他们的关心和信任是我前进的动力和源泉。感谢研究所王崇林老师、李国欣老师、张栋梁老师、李晓波老师、马草原老师、杜贵府博士在我的论文选题拟写过程中给予的指导与支持；感谢研究所的兄弟姐妹，在学习和生活上给予我的帮助和支持；感谢舍友顾玲玲、徐彤等，是你们的友谊支持我不断前进。在此向他们致以诚挚的谢意！感谢我的男朋友殷实，

5、在我迷茫的时候支持我、鼓励我，并在我论文写作的过程中给予了我很多有用的建议!最后感谢各位专家、教授在百忙之中对本文的审阅和指正。摘要目前，我国城市轨道交通发展迅猛，很多与其相关的问题也受到了广泛关注。钢轨电位关系到乘客的人身安全，因此研究其影响因素及治理措施十分必要。本文结合现场实际，选取“钢轨-大地”两层结构，在单边和双边两种供电方式下，分别建立了单机车运行下回流系统模型，推导出了钢轨电位分布表达式。利用MATLAB仿真软件仿真研究了钢轨电位的分布规律以及影响因素。仿真结果表明机车再生制动回馈电流被其他机车吸收以及多机车同时启动加速运行是造成钢轨电位过高的主要

6、原因。通过理论推导或仿真研究针对性地给出了治理措施：(1)牵引变电所输出电压控制：控制牵引所输出电压，使牵引所变电所负极电压相同，全线二极管同时导通，从而限制钢轨电位。(2)机车制动治理：利用直流母线电压值和电压变化率双重判据作为机车制动能量吸收的判断条件，当电压变化率判断出机车制动时，在直流母线电压较低时也可以启动能量吸收装置，从而限制钢轨电位。(3)基于粒子群算法的总牵引电流优化：通过调整机车的停站时间，减少多辆机车启动重合度，降低总牵引电流冲击值，进而限制钢轨电位。目前应用中限制钢轨电位的主要措施是在变电所装设钢轨电位限制装置（OVPD），文中针对该装置在

7、使用中出现的两个主要问题，即屏蔽门状态与OVPD动作状态配合不当和尖峰电压导致OVPD分闸闭锁进行了分析，并由此提出钢轨电位限制装置的控制优化措施，以使钢轨电位限制装置更好地服务于城市轨道交通。该论文有图69幅，表2个，参考文献71篇。关键词：城市轨道交通；钢轨电位；牵引电流优化；OVPDIAbstractWiththerapiddevelopmentofurbanrailtransitinChina,manyproblemsrelatedhavereceivedwidespreadattention.Itisnecessarytostudytheinfluen

8、cefactorsand