帶續(xù)流電阻的電力電子開關地面自動過分相方案研究.pdf

1、國內(nèi)接觸網(wǎng)上每隔20-30km就有一段電分相區(qū)，各國學者一直研究各種方案以期電力機車能更安全可靠地通過電分相區(qū)。然而在實際運營中，電力機車過分相時仍然存在過電壓、過電流等現(xiàn)象，給機車和接觸網(wǎng)帶來嚴重的損害。因此，研究安全、可靠、穩(wěn)定的自動過分相方案，依然是高速鐵路發(fā)展的迫切要求。
　　目前國內(nèi)外主要存在三種自動過分相方案：柱上開關自動斷電過分相方案，車載自動控制斷電過分相方案，地面開關自動過分相方案。本文主要對地面式進行研究，針對

2、基于真空負荷開關的傳統(tǒng)地面式自動過分相方案中存在的問題，研究了本課題組提出的一種新型地面式過分相方案-帶續(xù)流電阻的電力電子開關地面自動過分相。新型方案中，以電力電子器件可關斷晶閘管(GTO)代替真空負荷開關，解決了由真空開關帶來的一系列過電壓、過電流等暫態(tài)問題以及開關使用壽命限制等問題。另外，中性段串接的續(xù)流電阻為電力電子開關提供導通回路，使其在觸發(fā)后能即刻導通。
　　本文首先對基于真空負荷開關的傳統(tǒng)地面自動過分相方案中存在的問題

3、進行分析并對電力機車過分相時的過渡過程進行數(shù)學分析，推導出相應的中性段電壓數(shù)學表達式。隨后介紹本課題組提出的帶續(xù)流電阻的電力電子開關地面自動過分相方案。
　　文章介紹了新型方案原理，分析其優(yōu)缺點。接著以與傳統(tǒng)方案相同的方法分析電力機車過分相過渡過程并推導其相應過程的中性段電壓數(shù)學表達式。根據(jù)交流電氣化鐵路中的實際運行參數(shù)給出續(xù)流電阻的合理取值范圍，并求解出兩種方案下各個過渡過程的中性段電壓響應，對計算結果進行了分析對比。另外還對電

4、力電子開關進行了設計。根據(jù)可關斷晶閘管(GTO)的工作要求，確定了GTO的使用數(shù)量，分析了GTO串聯(lián)均壓問題。
　　然后利用Matlab/Simulink仿真軟件對牽引供電系統(tǒng)以及CRH5型動車組進行仿真建模。對兩種方案下電力機車自動過電分相過程進行仿真，對中性段電壓仿真結果進行分析總結。對比仿真結果與數(shù)學計算結果驗證了新方案的可行性及相對于傳統(tǒng)方案的優(yōu)越性。
　　最后本文取額定續(xù)流電阻值對新型方案下電力機車自動過分相過程進