锚段关节式电分相过电压分析与抑制研究

摘要

牵引供电系统与电力机车之间构成车网耦合系统，车网耦合系统良好的电气匹配是确保牵引供电系统供电质量以及电力机车安全、稳定、持续运行的关键。在我国的电气化铁路系统中广泛采用锚段关节式电分相，但是其弊端是在列车通过关节式电分相时有一定概率产生过电压，可能会引起牵引变电所跳闸、车顶保护间隙绝缘击穿、避雷器爆炸等问题。因此，本文对机车过关节式电分相的暂态过程进行了分析和研究，找出较为合理的抑制过电压的方法。
　　首先，介绍了电分相装置的发展史以及机车通过三种自动过分相装置的过程，并简述了三种自动过分相装置的优缺点，对列车过关节式电分相的电气过程进行了数学分析，得出中性线电压表达式，找出引起电分相产生过电压的因素。然后，利用Matlab/Simlink仿真软件对其四个过渡过程建立了仿真模型，对其进行仿真，得出不同接触网电压相位角时中性线的电压值，并对最大电压值的波形进行了仿真分析和电压谐波含量分析。
　　最后，提出了两项抑制电力机车过关节式电分相过电压的装置，分别是RC治理装置和氧化锌避雷器(MOA)，并对RC的参数取值进行讨论，结合实际情况找出了较优的参数取值。然后对这两种防护方式分别进行了建模和仿真，通过仿真结果验证了这两种装置对降低列车过关节式电分相过电压的可行性。并且根据仿真结果对这两种电分相过电压治理装置的仿真模型进行比较和分析，从工程的角度给出较为合理的过电压治理方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要的研究内容

第二章 电气化铁路电分相结构及过分相方式

2．1 引言

2．2 电气化铁路常的用电分相结构

2．2．1 器件式电分相装置

2．2．2 锚段关节式电分相装置

2．3 电气化铁路常用的过分相方式

2．3．1 手动过电分相

2．3．2 柱上自动过分相

2．3．3 车载断电自动切换

2．3．4 地面开关式自动切换

2．3．5 三种自动过分相方案的优缺点

2．3．6 本章小结

第三章 机车过关节式电分相电气过程分析

3．1 引言

3．2 机车通过关节式电分相理论过程分析

3．3 机车进入关节式电分相电气过程分析

3．3．1 机车运行到C点位置时的电气过程理论分析

3．3．2 机车运行到D点位置时的电气过程理论分析

3．4 机车驶离关节式电分相过渡过程分析

3．4．1 机车运行到E点位置时的电气过程理论分析

3．4．2 机车运行到F点位置时的电气过程理论分析

3．5 本章小结

第四章 机车过关节式电分相过电压仿真分析

4．1 引言

4．2 仿真参数值的计算

4．3 机车进入关节式电分相仿真分析

4．3．1 机车运行到C点位置时的电气过程仿真分析

4．3．2 机车运行到D点位置时的电气过程仿真分析

4．4 机车进出关节式电分相仿真分析

4．4．1 机车运行到E点位置时的电气过程仿真分析

4．4．2 机车运行到F点位置时的电气过程仿真分析

4．5 引起机车过分相过电压的其他原因分析

4．5．1 电分相位置对中性线电压幅值的影响分析

4．5．2 电弧对中性线电压幅值的影响分析

4．5．3 高次谐波对中性线电压幅值的影响分析

4．6 本章小结

第五章 机车过关节式电分相过电压抑制方法分析

5．1 引言

5．2 RC治理装置研究

5．2．1 RC治理装置的原理

5．2．2 RC治理装置的参数设定

5．2．3 等效电路加入RC治理装置后仿真分析

5．2．4 RC治理装置的保护措施

5．3 氧化锌避雷器(MOA)治理装置研究

5．3．1 MOA治理装置的原理

5．3．2 等效电路加入MOA装置后仿真分析

5．4 RC治理装置和MOA治理装置比较分析

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文