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电气化铁路牵引供电系统的仿真及影响研究

随着京津城际高速铁路、武广高速铁路、沪宁城际铁路等相继开通运营,我国高速铁路网的建设正蓬勃发展。高速铁路以其速度快、安全性好、输送能力大、单位能源消耗低、经济效益好、舒适方便等优点而成为我国铁路发展的方向。牵引供电系统是高速铁路的重要子系统之一,而高速列车则是研究牵引供电系统的基础。高速动车组是电力系统的一类特殊负荷,其在运行过程中产生的谐波和负序会通过牵引变电站注入到电力系统,对电能质量产生一定的影响。为了分析高速动车组的负荷特性,有必要建立其详细的数字仿真模型,从而为建立牵引供电系统的负荷模型并分析其对公用电网的影响打下基础。首先,本文介绍了目前我国使用较多的交—直型电力机车传动系统原理,建立了其matlab/simulink仿真模型,包括货运SS4、SS4G型和客运SS8、SS9型电力机车,采用多段半控桥式晶闸管相控整流电路调压控制牵引电机。进而分析了牵引工况下的机车谐波特性。其次,对交—直—交型高速动车组负荷进行详细的建  (本文共102页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国铁道科学研究院
中国铁道科学研究院

高速电气化铁路牵引供电系统对信号电缆的瞬态电磁影响研究

作为铁路运输的基础设施,信号系统承载着保证调度指挥和控制列车运行的重任,其在运行过程中的安全性非常重要。在高速电气化铁路不断快速发展的背景下,牵引供电系统尤其是牵引回流系统对信号设备的强电磁干扰的研究,特别是对于列车特殊运行工况以及牵引网故障条件下的瞬态电磁影响研究具有迫切性和必要性。本论文以此为背景,围绕我国高速铁路牵引供电系统以及列车特殊运行工况对信号电缆的瞬态电磁影响进行研究和讨论,主要研究内容如下:从理论角度对牵引网故障状态下接触网短路的暂态过程原理以及列车过分相时暂态过程的产生原理进行了研究。分析了短路电流的状态及传播途径,以及骚扰信号设备的机理和方式;利用数学模型分析了列车运行特殊工况下的暂态过程产生瞬态骚扰的机理。根据高速铁路牵引供电系统及轨旁信号电缆的特性,建立了基于多导体传输线的瞬态电磁影响分析模型,采用更适用于瞬态干扰计算分析的时域有限差分法对多导体传输线方程进行了数学推导,结合高速铁路牵引供电系统及线路条件...  (本文共166页) 本文目录 | 阅读全文>>

新疆大学
新疆大学

电气化铁路牵引供电系统对风电场的影响及改进方法研究

随着世界能源危机的进一步加深,风力发电作为清洁能源在电力系统中的作用越来越重要。风电场一般地处偏远地区,在我国新疆、内蒙古等西北地区存在单相、非线性整流型的电气化铁路牵引负荷与风电场集中接入的情况,由于风电场并网点的电能质量对风电场的运行非常重要,随着电气化铁路和风力发电两者的快速发展,以上两者之间的矛盾将更加突出。因此,本文研究的目的在于考虑一种特殊情况,针对电气化铁路与风电场集中接入的电力系统,针对系统存在的电能质量问题,基于Matlab/Simulink仿真平台,建立牵引供电系统模型和风电场模型。通过仿真电气化铁路牵引供电系统与风电场集中接入系统存在的谐波、负序等电能质量问题,对系统存在的电能质量问题,通过有源滤波器在风电场并网点和牵引变压器出口处进行有源补偿。并针对有源补偿方法的有限性,采用理想牵引供电系统,说明其不仅能消除和减小电气化铁路对风电场产生的影响,保证风电机组安全稳定运行而且有利于电气化铁路向着高速和重载方向...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

电气化铁路接入对电网电能质量的影响评估及治理研究

电气化铁路具有运输能力大、消耗能源少、行驶速度快等优点,但高速发展的电气化铁路对电网的影响越来越受到关注。电气化铁路负荷产生谐波电流、负荷波动、负序电流等问题,影响电力系统的安全运行。为了满足国家相关标准中对电气化铁路电能质量的规定,研究电气化铁路机车牵引负荷引起的谐波负序问题及其对电力系统电能质量的影响,并进一步研究治理方案和需采取的措施,无论对铁路部门还是对电力部门都具有十分重要的现实意义。本文首先分析了电气化铁路研究意义,综述了电气化铁路电能质量研究的发展现状和国内外现有的治理方法与案例;总结了电气化铁路电能质量评估流程,列举了电能质量国家标准规程中对电气化铁路谐波和负序的要求;对电气化铁路牵引供电系统的主要组成部分——牵引变压器和电力机车分别进行了数学分析和建模仿真,分析其特性及其在牵引供电系统中引起的谐波和负序问题,为评估和治理电气化铁路电能质量打下了基础。本文基于某供电公司“大型冲击负荷和电气化铁路接入系统评估及治理...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

直流接地极对电气化铁路的轨地跨步电压及牵引变影响研究

本文主要研究分析了HVDC的直流接地极对铁轨跨步电压及牵引变变压器的影响。首先,介绍了工程上常用的直流接地极形状,分析了直流输电系统单、双极运行方式下的直流接地极中电流产生原理及大小,推导了第一类跨步电压与第二类跨步电压的计算公式,基于电气化铁路工程上常用的几种供电方式,剖析了直流电流入侵牵引变压器的机理。其次,以所搜集整理的扎鲁特-青州±800kV特高压直流输电线路系统及电气化铁路实际参数为基础,于电力仿真软件CDEGS中建立了电气化铁路的模型,通过单一实验变量法,仿真计算了轨地轨地跨步电压与直流接地极入地电流、直流接地极与轨道垂直距离、钢轨过渡电阻之间的具体关系。最后,为计算准确计算机车通过时入侵牵引变压器直流电流大小,在CDEGS中建立了牵引变压器、机车及馈电线的数学模型,并推导了入侵牵引变压器直流电流的计算公式;通过仿真计算了机车行进到铁轨各个位置时流入牵引变的直流电流数值,并以仿真数据充分验证流经牵引变压器中的直流电流...  (本文共47页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

电气化铁路谐波对电能计量的影响研究

随着电气化铁路的发展,特别是新建高速铁路投入运营,电气化铁路运营里程不断增长,电能的消耗不断增加。电气化铁路是电力系统中的特殊用户,电能质量问题相对普通用户更加复杂,电气化铁路负荷具有功率大、不对称以及非线性等特点,这些对电力系统的供电能力提出了更高的要求。在电力系统供电的过程中,电能计量在其中起着至关重要的作用,是电力部门和铁路部门进行电费结算的依据,电能计量的准确性关系到双方的经济效益。本文首先研究了电气化铁路电能质量的特点,明确电气化铁路与普通用户的差异,初步分析牵引变压器接线形式、牵引负荷的特点以及计量点位置等因素对电能计量结果准确性的影响。随后通过分析电能计量装置的工作原理,研究谐波对电压互感器、电流互感器以及电能表计量准确性的影响大小,明确影响因素。再通过搭建电压互感器、电流互感器以及电能表的仿真模型结合实测数据进行仿真分析并与理论分析结果进行对比验证所得结论。最后在MATLAB/Simulink平台上搭建牵引供电系...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>