【摘 要】
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随着铁路电气化进程的不断加快,动车组已成为我国轨道交通的主要方式之一。动车组运行安全不仅关系到旅客的人身安全,也涉及动车组本身的设备安全。动车组的强大牵引动力来自27.5k V接触网的高压电力,动车组在运营过程中,需要不断进行受电弓升降、车载变压器合闸等操作。这些操作在27.5k V高压电路中,必然产生电磁暂态冲击,可能出现过电压和过电流。研究动车组高压合闸的过电压及抑制措施,对完善动车组技术,保
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随着铁路电气化进程的不断加快,动车组已成为我国轨道交通的主要方式之一。动车组运行安全不仅关系到旅客的人身安全,也涉及动车组本身的设备安全。动车组的强大牵引动力来自27.5k V接触网的高压电力,动车组在运营过程中,需要不断进行受电弓升降、车载变压器合闸等操作。这些操作在27.5k V高压电路中,必然产生电磁暂态冲击,可能出现过电压和过电流。研究动车组高压合闸的过电压及抑制措施,对完善动车组技术,保障动车组的安全运营具有重要意义。论文研究和分析了动车组高压系统及其电气设备的技术特性、主要技术参数,并研究了动车组升弓过电压、空载合闸过电压这两种过电压过程的形成机理。然后分析了牵引供电系统的基本结构和供电特性,了解高铁AT供电方式的基本原理,牵引变电所的电气系统组成设备、主接线和运行方式。这些原理和形成机理的研究是理论分析计算动车组高压合闸过电压等值电路的必要内容。根据相关设备的铭牌、实验数据等内容,实现动车组高压系统相应设备在PSCAD中的模型仿真;根据这些模型搭建了动车组升弓过电压、空载合闸过电压两种动车组合闸过电压模型,为后续的研究分析奠定基础。基于动车组升弓过程的PSCAD仿真模型,研究了合闸角、合闸距离、牵引网侧电阻电感以及动车组合闸高压电缆长度对等因素对升弓过电压、过电流以及振荡持续时间的影响,并进一步研究了受电弓串联电感或电阻、并联RC滤波器等抑制方法,仿真结果表明这些方法能够有效改善动车组升弓的电磁暂态过程。基于动车组空载合闸过程的PSCAD仿真模型,研究了合闸角、牵引变压器入口电容及铁芯剩磁对空载合闸电磁暂态过程的影响,并分析了动车上设置的避雷器的不足,为了弥补避雷器的不完善,提出限制动车组合闸过电压的抑制新措施:在车顶加装滤波器;受电弓升起时在电缆头上临时串联电阻器。另外,为了抑制车载变压器合闸时的励磁涌流,在车载变压器合闸时串联临时电阻,或者控制合闸相位角都具有积极作用。仿真结果表明,本文提出的抑制动车高压合闸的过电压和励磁涌流的措施,具有较好的效果。
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