本文關(guān)鍵詞：地磁暴對高鐵牽引變壓器特性的影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國高鐵的迅猛發(fā)展,與其相關(guān)的安全性研究已經(jīng)逐漸成為高鐵領(lǐng)域的核心問題。尤其近些年來,國內(nèi)外的專家學(xué)者對空間氣象所帶來的影響尤為專注。地磁暴作為一種極端空間天氣,發(fā)生時,會影響長距離輸電線路的正常運行,國內(nèi)外已發(fā)生多次由地磁暴所引發(fā)的電力事故。因為高鐵牽引供電系統(tǒng)類似于電力系統(tǒng),均為長距離輸電工程；且我國高鐵建成時間短,尚未經(jīng)歷過太陽黑子極大期的考驗：牽引變壓器作為系統(tǒng)中的接地點,受地磁暴影響的可能更大,所以,研究地磁感應(yīng)電流(GIC, Geomagnetically Induced Current)對牽引變壓器特性的影響,具有很強的前瞻性和重要的社會意義。本文首先介紹了高鐵牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成,分析了當(dāng)?shù)卮疟┌l(fā)生時,GIC侵入牽引供電系統(tǒng)的機理。本文通過建立牽引供電系統(tǒng)的等效電阻模型,推導(dǎo)出GIC的理論幅值估算式。代入相關(guān)參數(shù),得出GIC的理論估算范圍。為確定牽引變壓器中是否真實存在GIC,本文設(shè)計研發(fā)了GIC監(jiān)測裝置,并利用Multisim仿真軟件搭建作為監(jiān)測裝置核心部分的電流調(diào)理電路,并驗證了電路的可行性。本文將該裝置投入運行,并完成了中國高鐵領(lǐng)域內(nèi)對GIC的第一次實測。通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與空間氣象預(yù)報對比,驗證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。從而確定在牽引變壓器中確實存在GIC。本文基于Matlab搭建單線式、全并聯(lián)式AT供電系統(tǒng)模型,通過仿真分析確定GIC的變化范圍,驗證GIC的理論估算公式。創(chuàng)新性地提出了牽引網(wǎng)等效電阻不對稱度的概念。搭建牽引變壓器空載試驗?zāi)Ｐ?得到牽引變壓器勵磁電流畸變率隨著GIC幅值的增加而增加、也隨著等效電阻不對稱度的增加而增加的規(guī)律。證明了GIC對牽引變壓器勵磁特性存在的影響�；贏nsoft Maxwell搭建牽引變壓器的有限元模型,得到牽引變壓器鐵芯內(nèi)磁鏈、磁密、漏磁、鐵芯損耗、繞組損耗隨著GIC幅值的增加而增加、也隨著等效等效電阻不對稱度的增加而增加的規(guī)律。證明了GIC對牽引變壓器電磁特性存在的影響。針對GIC影響牽引變壓器工作特性的現(xiàn)象,本文介紹了相應(yīng)的抑制措施,并重點介紹了牽引變壓器中點接地線串聯(lián)電容和附加繞組補償電流兩種方法。通過仿真驗證,抑制效果良好。
【關(guān)鍵詞】：地磁暴 地磁感應(yīng)電流 牽引變壓器 等效電阻不對稱度
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U224.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-18
• 1.1 選題背景及研究意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文的主要內(nèi)容15-18
• 2 GIC侵入高鐵牽引變壓器的研究18-30
• 2.1 高鐵牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成18-24
• 2.1.1 AT供電方式的工作原理18-20
• 2.1.2 高鐵牽引變壓器的接線方式20-23
• 2.1.3 自耦變壓器原理23-24
• 2.2 GIC侵入高鐵牽引變壓器的機理24-25
• 2.3 牽引變壓器中GIC的幅值估算25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 GIC的監(jiān)測與分析30-44
• 3.1 GIC監(jiān)測的必要性分析30
• 3.2 監(jiān)測裝置的設(shè)計30-36
• 3.2.1 GIC監(jiān)測的基本要求及結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2.2 霍爾電流傳感器的工作原理31-33
• 3.2.3 監(jiān)測裝置電流調(diào)理電路的設(shè)計與仿真33-36
• 3.3 GIC的實測36-41
• 3.3.1 GIC監(jiān)測裝置的投入運行36-38
• 3.3.2 GIC的監(jiān)測數(shù)據(jù)38-41
• 3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與驗證41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 GIC對高鐵牽引變壓器勵磁特性的影響44-64
• 4.1 GIC影響牽引變壓器勵磁特性的機理44-48
• 4.1.1 GIC引發(fā)變壓器發(fā)生直流偏磁的原理44-45
• 4.1.2 不同接線牽引變壓器承受GIC的能力45
• 4.1.3 V/X接線牽引變壓器的等效電路45-47
• 4.1.4 V/X接線牽引變壓器受GIC影響的原理47-48
• 4.2 AT供電系統(tǒng)的建模與仿真48-54
• 4.2.1 AT供電系統(tǒng)的參數(shù)及仿真模型48-51
• 4.2.2 GIC 幅值的仿真計算51-54
• 4.3 牽引變壓器勵磁電流受GIC影響的規(guī)律54-62
• 4.3.1 空載試驗?zāi)Ｐ痛罱?/span>54-55
• 4.3.2 等效電阻不對稱度55-57
• 4.3.3 仿真結(jié)果分析57-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 5 GIC對高鐵牽引變壓器電磁特性的影響64-90
• 5.1 電磁場有限元分析法64-66
• 5.1.1 電磁場基本理論64-65
• 5.1.2 有限元分析法的基本原理65-66
• 5.2 有限元模型的參數(shù)計算66-69
• 5.2.1 鐵芯參數(shù)計算66-67
• 5.2.2 繞組匝數(shù)計算67-68
• 5.2.3 牽引變壓器有限元模型建立68-69
• 5.3 GIC對牽引變壓器磁場影響的仿真與分析69-79
• 5.3.1 GIC影響牽引變壓器鐵芯內(nèi)磁鏈的仿真與分析69-72
• 5.3.2 GIC影響牽引變壓器鐵芯內(nèi)磁密的仿真與分析72-76
• 5.3.3 GIC影響牽引變壓器鐵芯外漏磁的仿真與分析76-79
• 5.4 GIC影響牽引變壓器損耗的仿真與分析79-88
• 5.4.1 GIC影響繞組損耗的仿真與分析79-84
• 5.4.2 GIC影響鐵芯損耗的仿真與分析84-88
• 5.5 本章小結(jié)88-90
• 6 GIC影響牽引變壓器的抑制措施90-96
• 6.1 繞組中點接地線串聯(lián)電容法90-92
• 6.2 附加繞組補償電流法92-94
• 6.3 其他方法94-95
• 6.4 本章小結(jié)95-96
• 7 結(jié)論與展望96-98
• 7.1 結(jié)論96-97
• 7.2 展望97-98
• 參考文獻98-100
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果100-104
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集104

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3 本報記者 倪e

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