【摘 要】
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直流牵引供电系统中轨道电位与杂散电流问题日益凸显,现有的治理措施直接在实际系统中试验存在协调难度大、安全隐患大等问题。与现场试验相比,在硬件动态模拟试验平台开展相关实验研究不受空间时间的约束,为轨道电位与杂散电流治理措施提供前期试验环境,对相关治理措施的应用推广具有重要意义。因此,本文围绕直流牵引供电系统轨道电位动态模拟试验平台的拓扑结构和控制策略等关键技术开展研究。本文首先分析直流牵引供电系统的
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直流牵引供电系统中轨道电位与杂散电流问题日益凸显,现有的治理措施直接在实际系统中试验存在协调难度大、安全隐患大等问题。与现场试验相比,在硬件动态模拟试验平台开展相关实验研究不受空间时间的约束,为轨道电位与杂散电流治理措施提供前期试验环境,对相关治理措施的应用推广具有重要意义。因此,本文围绕直流牵引供电系统轨道电位动态模拟试验平台的拓扑结构和控制策略等关键技术开展研究。本文首先分析直流牵引供电系统的组成及其等效电路模型,并对回流系统的分布参数电路模型简化方法进行研究。在此基础上提出了轨道电位动态模拟试验平台系统电路模型,并对构成该系统的牵引变电所、接触网、回流系统等基本单元的硬件模拟方法进行研究。然后,本文通过分析基本单元的可变电阻模块特性,提出了低阻变换器和高阻变换器拓扑,并对这两种拓扑的工作原理、参数设计和控制策略进行研究。接着提出双边供电系统下的单区段轨道电位动态模拟系统(single-section rail potential dynamic emulator system,S-RPDES)与多区段轨道电位动态模拟系统(multi-section rail potential dynamic emulator system,M-RPDES)拓扑,并分别对其参数设计、工作模态和控制策略进行研究。最后,本文搭建了四区段M-RPDES的仿真模型和试验平台,并分别进行了匀速工况和多工况下的轨道电位动态模拟。软件仿真和实验结果证明了本文设计的试验平台系统拓扑的可行性。
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