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电气化铁路谐波模型与软件开发

收藏本文 2024-03-12 点赞:15908 浏览:69719 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:我国电气化铁路建设的发展,为电气化铁路供电的牵引供电系统也将扩大,电气化铁路对电网的影响。电气化铁路牵引负荷是单相工频交流电供电,破坏了电力系统的对称运行条件,同时在机车上了整流设备。牵引变电站接入电网后,将向系统注入大量的谐波和负序电流,如果处理不善,将严重危害公共电网运行的安全性和可靠性。从我国牵引供电系统的实际现状和需求出发,系统而深入的分析了牵引供电系统谐波和负序电流的计算方法,并了程序开发和工程应用。主要工作和成果如下:(1)研究了三相-两相系统变换原理,建立了包括牵引变压器三相等效漏抗模型和牵引负荷与并联补偿的三相等效模型在内的牵引供电系统三相等效模型,将牵引供电系统与三相电力系统在拓扑结构上统一。(2)研究了常用牵引变压器的接线方式,分析了单相接线牵引变压器、V/V接线牵引变压器、Ynd11接线牵引变压器和Scott接线牵引变压器的模型,并比较了这几种牵引变压器产生的负序电流;研究了常用的无源滤波器的数学模型。(3)开发了电气化铁路谐波和负序电流的计算程序,并在PSCAD中搭建了三种牵引变压器的模型与开发的程序了对比,方便地考虑牵引变压器自身阻抗,以及二次侧并联无源滤波器阻抗的影响,提高了计算的准确性。(4)CEPRI-36节点算例和实际电网算例对新开发的电气化铁路谐波和负序电流计算程序了测试,验证了的研究和程序开发的正确性。关键词:电气化铁路论文牵引变压器论文谐波论文负序电流论文三相-两相系统变换原理论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    章 绪论9-20

    1.1 选题背景9-14

    1.1.1 我国电气化铁路现状9

    1.1.2 电气化铁路牵引的电力制式9-11

    1.1.3 我国使用的电力机车类型11

    1.1.4 电气化铁路谐波和负序电流对电力系统的影响11-14

    1.2 电气化铁路谐波和负序电流研究现状14-17

    1.2.1 谐波研究现状14-15

    1.2.2 负序研究现状15-16

    1.2.3 研究存在的问题16-17

    1.3 研究和开发的工作基础17

    1.4 的主要工作17-20

    章 牵引供电系统的结构及数学模型20-27

    2.1 牵引供电系统的结构20-21

    2.2 三相-两相系统的等效变换算法21-23

    2.3 牵引供电系统的三相等效模型23-26

    2.3.1 牵引变压器次边模型23-24

    2.3.2 牵引负荷与并联补偿的三相模型24

    2.3.3 牵引变压器三相漏抗模型24-25

    2.3.4 牵引供电系统模型25-26

    2.4 小结26-27

    章 牵引变压器及无源滤波器的数学模型27-49

    3.1 对称分量法27-29

    3.2 单相接线牵引变压器模型29-31

    3.3 V/V接线牵引变压器模型31-35

    3.3.1 电路原理31-32

    3.3.2 三相等效模型32-34

    3.3.3 谐波和负序电流分析34-35

    3.4 Ynd11接线牵引变压器模型35-39

    3.4.1 电路原理35-36

    3.4.2 三相等效模型36-38

    3.4.3 谐波和负序电流分析38-39

    3.5 Scott接线牵引变压器模型39-43

    3.5.1 电路原理39-40

    3.5.2 三相等效模型40-42

    3.5.3 谐波和负序电流分析42-43

    3.6 无源滤波器原理与模型43-47

    3.6.1 无源滤波器原理43-45

    3.6.2 无源滤波器模型45-47

    3.7 小结47-49

    章 软件开发及算例测试49-64

    4.1 计算程序开发49-56

    4.1.1 谐波计算程序开发49-53

    4.1.2 负序电流计算程序开发53-55

    4.1.3 计算程序验证55-56

    4.2 算例测试56-63

    4.2.1 CEPRI-36节点算例56-59

    4.2.2 实际大电网算例59-63

    4.3 小结63-64

    第五章 总结与展望64-67

    5.1 总结64-65

    5.2 展望65-67

    附录A CEPRI-36节点算例数据67-72

    附录B CEPRI-36算例负序计算测试结果72-75

    附录C CEPRI-36算例谐波计算测试结果75-83

    附录D CEPRI-36算例无源滤波器测试结果83-87

    致谢87-89

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