电力机车过分相电磁暂态过程研究

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1、分类号ＴＭ９２２密级公开ＵＤＣ６２１．３学校代码１０５５５締杂考义拿ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＯＵＴＨＣＨＩＮＡ硕±学位论文（学术学位）电力机车过分相电感督态过程研究研究生姓名：谢曲天．指导教师、职称：盛义发教授ＩＳ＾，苗学科专业户；；检测技术及自动化装置旱；研究方向：电力系统及其自动化所在学院：电气工程学院二０—五年五月＠義＃＾參论文题目电力机车过分相电感暂态过程研究辕豕论文作者签名；指导教师签名论文评阅人：１陈明义，教授，硕导，中南大学评阅人２；

2、曾品昭，教授，硕导，长沙理工大学评阅人３：答辩委员会主席：李兰君，教授，硕导，南华大学委员１：肖金凤，教授，硕导，南华大学委员２；王怀杰，教授，硕导，南华大学委员３；刘冲，副教授，硕导，南华大学委员４：赵宇红，副教授，硕导，南华大学委员５；委员６：答辩日期：２０１５年５月２４日南华大学学位论文原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南华

3、大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名；厂月Ｗ曰南华大学学位论文版权使用授权书本学位论文是本人在南华大学攻读硕（博／硕）±学位期间在导师指导下完成的学位论文。本论文的研巧成果归南华大学所有，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人同意南华大学有关保留、使用学位论文的规定，艮Ｐ：全学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布学位论文的部或部分内容，可［＾采用复印、缩印或其它手段保留学位论文

4、；学校可根据国家或湖南省有关部口规定送交学位论文。同意学校将论文加入《中国优秀博硕±规学位论文全文数据库》，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》定享受相关权益。同意授权中国科学信息技术研究所将本学位论文收录到《中位国论学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。对于涉密的学文，解密后适用该授权。作者签名；、＂＾灵締普！月＞沿＾导师签名；电力机车过分相电磁暂态过程研究摘要：随着我国“四纵四横”的客运专线以及城际客运系统获得国务院的批复，高速电气化铁路的建设已在我国全面铺开。2014年我国提出“一带一路”的发

5、展战略，大力推动了我国高速电气化铁路的核心技术对外输出。但是，电力机车过分相时的暂态过程会严重影响机车的安全运行，可能会导致系统中的设备损坏、保护误动作、加速绝缘老化。所以研究电力机车过分相的暂态过程并提出相应的抑制措施对于提高电力机车安全性具有一定的促进作用。主要研究内容如下：（1）定义了电力机车过分相过程中的暂态区域，其中车载断电自动过分相定义为6个暂态区，地面开关自动过分相定义为3个暂态区域；分析了各个暂态区域的物理过程，构建了对应的等效电路，研究了电力机车过分相各个暂态区域的电压暂态过程，推导得到各个暂态区域数学表达式。（2）引入多导体传输线理论，推导出

6、传输线的R、L、G和C参数矩阵并进行合并简化，将简化的参数矩阵变为π型参数矩阵，建立了AT供电方式下牵引网数学模型（供电臂模型、过分相过渡区模型和过分相惰性无电区模型）；设计了AT供电方式下牵引网参数计算的GUI界面。（3）以CRH2和谐号动车组为研究对象，分析了四象限变流器、牵引逆变器和牵引电机的原理，建立了包含降压、变流‘逆变和牵引I的四部分的电力机车模型。在此基础上，分析了动车组牵引特性，研究了含有整流、逆变和牵引环节的动力单元的动态特性。（4）以牵引网数学模型和电力机车模型为基础，建立了车网联合仿真系统，进行了电力机车过分相暂态过程的实验研究。研究表明：

7、车载断电自动过分相暂态过程是由机车位置变换引起的，其中在最大的过电压会达到额定电压的2.74倍，而暂态过电流可达到额定电流的5-8倍。地面开关自动过分相的暂态过电压可达到额定电压的1.83倍。而地面开关自动过分相暂态过程是由地面开关的切换引起的，其中最大暂态过电压倍数可到达1.83倍。（5）根据过分相的结构的不同，采取了不同的抑制措施。针对车载断电自动过分相，采用加装RC阻容保护器和加装MOA避雷器的方法来抑制过分相暂态过程。通过仿真研究表明，加装RC阻容保护器后，过分相暂态过电压下降了20%~30%；而加装MOA避雷器后，过分相暂态过电压下降了35%~40%。

8、然而，针对地面开关自动过