帶續(xù)流電阻的電力電子開關(guān)地面自動(dòng)過分相方案研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)上每隔20-30km就有一段電分相區(qū)，各國(guó)學(xué)者一直研究各種方案以期電力機(jī)車能更安全可靠地通過電分相區(qū)。然而在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，電力機(jī)車過分相時(shí)仍然存在過電壓、過電流等現(xiàn)象，給機(jī)車和接觸網(wǎng)帶來嚴(yán)重的損害。因此，研究安全、可靠、穩(wěn)定的自動(dòng)過分相方案，依然是高速鐵路發(fā)展的迫切要求。
　　目前國(guó)內(nèi)外主要存在三種自動(dòng)過分相方案：柱上開關(guān)自動(dòng)斷電過分相方案，車載自動(dòng)控制斷電過分相方案，地面開關(guān)自動(dòng)過分相方案。本文主要對(duì)地面式進(jìn)行研究，針對(duì)

2、基于真空負(fù)荷開關(guān)的傳統(tǒng)地面式自動(dòng)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(guān)地面自動(dòng)過分相。新型方案中，以電力電子器件可關(guān)斷晶閘管(GTO)代替真空負(fù)荷開關(guān)，解決了由真空開關(guān)帶來的一系列過電壓、過電流等暫態(tài)問題以及開關(guān)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(guān)提供導(dǎo)通回路，使其在觸發(fā)后能即刻導(dǎo)通。
　　本文首先對(duì)基于真空負(fù)荷開關(guān)的傳統(tǒng)地面自動(dòng)過分相方案中存在的問題

3、進(jìn)行分析并對(duì)電力機(jī)車過分相時(shí)的過渡過程進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，推導(dǎo)出相應(yīng)的中性段電壓數(shù)學(xué)表達(dá)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(guān)地面自動(dòng)過分相方案。
　　文章介紹了新型方案原理，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。接著以與傳統(tǒng)方案相同的方法分析電力機(jī)車過分相過渡過程并推導(dǎo)其相應(yīng)過程的中性段電壓數(shù)學(xué)表達(dá)式。根據(jù)交流電氣化鐵路中的實(shí)際運(yùn)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(gè)過渡過程的中性段電壓響應(yīng)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。另外還對(duì)電

4、力電子開關(guān)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)可關(guān)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?jiǎn)栴}。
　　然后利用Matlab/Simulink仿真軟件對(duì)牽引供電系統(tǒng)以及CRH5型動(dòng)車組進(jìn)行仿真建模。對(duì)兩種方案下電力機(jī)車自動(dòng)過電分相過程進(jìn)行仿真，對(duì)中性段電壓仿真結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。對(duì)比仿真結(jié)果與數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了新方案的可行性及相對(duì)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(duì)新型方案下電力機(jī)車自動(dòng)過分相過程進(jìn)