高速列车过电分相弓网电弧电磁辐射模型及典型应用分析
发布时间：2022-11-01 17:35
近年来国内高速铁路快速发展,我国已成为世界上高速铁路系统规模最大的国家。牵引供电系统中,27.5kv接触网是高速列车获取电能的唯一途径。在单相交流牵引供电系统中,为了平衡电力系统的三相负荷,一般要实行两相交流供电,并通过电分相装置将两相供电臂分开。随着列车速度和牵引负荷的增加,列车在经过电分相装置时会产生弓网电弧,有可能对周边无线电设备的运行造成影响。因此高速铁路弓网电弧的研究已成为目前电磁兼容学科的一个重要研究内容。本文从高速列车经过电分相产生高频电流的建模分析出发,以电分相电弧电磁辐射为主要干扰源,依据传输线理论和电磁场理论研究电分相处电磁辐射的纵向传播特性和对周边敏感电子设备的电磁干扰影响。论文的主要工作可归纳为:（1）首先,基于传输线理论建立高速列车经过电分相时的传输线模型。针对电分相结构和高速列车,结合Habedank电弧模型,建立高速列车经过电分相时四个暂态过程的传输线模型,并运用传输线相关理论进一步将每个暂态等效模型简化为拓扑上没有直接联系的5个集总参数电路,并根据基尔霍夫定律分别进行计算,分析过电分相弓网电弧的高频电流的时频特性,并与传统的过电分相集总参数电路模型进行对...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 弓网电弧研究现状
1.2.2 高速列车过电分相研究
1.2.3 传输线理论铁路应用现状
1.3 论文的主要工作和研究内容
1.3.1 研究对象
1.3.2 研究内容
1.3.3 论文章节安排
第2章 高速列车过电分相电气参数分析
2.1 高速电气化铁路牵引供电系统
2.1.1 锚段关节式电分相
2.1.2 高速电气化列车过电分相的方式
2.2 过电分相集总参数模型及其电气参数计算
2.2.1 过电分相集总参数简化电路模型
2.2.2 钢轨电气参数
2.2.3 过电分相工况牵引网的电气参数
2.2.4 电弧模型
2.3 基于ATP-EMTP的高速列车过电分相集总参数等效电路模型仿真分析
2.3.1 基于集总参数过程一的时频特性
2.3.2 基于集总参数过程二的时频特性
2.3.3 基于集总参数过程三的时频特性
2.3.4 基于集总参数过程四的时频特性
2.4 本章小结
第3章 过电分相分布参数传输线模型建模方法研究
3.1 传输线概述
3.1.1 分布参数传输线概述
3.1.2 Bergeron数值算法
3.2 高速列车过电分相分布参数传输线模型
3.2.1 单位长度电气参数
3.2.2 模型建立
3.2.3 计算结果分析
3.3 本章小结
第4章 过电分相电弧电磁辐射研究
4.1 列车过电分相电弧电磁辐射计算
4.1.1 电偶极子的场分布
4.1.2 频率范围在100kHz-30MHz的电弧辐射计算
4.1.3 频率范围在30MHz-120MHz的电弧辐射计算
4.2 高速列车过电分相的现场测试
4.2.1 测试仪器及其参数
4.2.2 频谱扫描测试分析
4.2.3 100kHz-30MHz频段内的结果分析
4.2.4 30MHz-120MHz频段内的结果分析
4.3 本章小结
第5章 过电分相离线电弧纵向传播特性研究
5.1 弓网电弧纵向特性现场测试
5.1.1 现场测试布局
5.1.2 现场测试仪器参数
5.1.3 测试数据
5.2 弓网电弧纵向传播特性
5.2.1 弓网电弧纵向传播模型
5.2.2 接触导线上的电流分布
5.3 弓网电弧电磁辐射纵向传播特性
5.4 本章小结
第6章 过分相电弧电磁辐射干扰研究
6.1 机场导航系统电磁环境要求
6.2 高铁过电分相弓网电弧辐射场强
6.3 弓网电弧对航向信标台的电磁干扰分析
6.3.1 理论分析
6.3.2 计算分析
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成的学术论文
攻读博士学位期间承担的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁弓网电弧对机场仪表着陆系统影响研究[J]. 李鑫,朱峰,邱日强,唐毓涛. 铁道学报. 2018(05)
[2]计及弓网二次燃弧的高铁车-网建模与电磁暂态影响研究[J]. 宋小翠,刘志刚. 电力自动化设备. 2018(04)
[3]弓网电弧辐射特性及对机场下滑信标的影响[J]. 杨晓嘉,朱峰,邱日强,李冀昆. 航空学报. 2018(01)
[4]钢筋混凝土对地铁弓网离线电弧屏蔽效能的研究[J]. 鲁合德,朱峰,李鑫,唐毓涛. 电波科学学报. 2016(06)
[5]弓网离线电弧对CRH380BL型动车组速度传感器的电磁干扰机理及抑制[J]. 朱峰,唐毓涛,高晨轩. 中国铁道科学. 2016(06)
[6]高铁离线电弧射频和车内低频电磁暴露的特性研究[J]. 牛大鹏,朱峰,邱日强,李鑫. 高电压技术. 2016(08)
[7]动车组过分相的车体最佳接地技术分析[J]. 黄可,刘志刚,王英,李郎. 电力系统及其自动化学报. 2016(05)
[8]高速铁路离线电弧作用下的弓线温度场研究[J]. 王英,刘志刚,母秀清,黄可. 计算机仿真. 2015(07)
[9]高速动车组降弓浪涌过电压分析[J]. 杨帅,曹保江,高国强,陈盼,黄祥,王忆莛. 铁道学报. 2015(07)
[10]当前机场选址中重点电气技术问题评审研究[J]. 王士鹏. 中国工程咨询. 2015(07)
博士论文
[1]高速铁路弓网电弧动态特性研究[D]. 王万岗.西南交通大学 2013
[2]弓网电弧电磁干扰传播的若干理论研究[D]. 支永健.浙江大学 2013
[3]高速动车组电磁兼容性关键技术研究[D]. 单秦.北京交通大学 2013
[4]高速列车运行状态暂态过电压机理与抑制方法的研究[D]. 高国强.西南交通大学 2012
[5]高速铁路牵引供电系统对信号电缆电磁影响若干问题的研究[D]. 常媛媛.中国铁道科学研究院 2011
[6]电力机车系统电磁暂态过程研究[D]. 李娜.北京交通大学 2010
[7]高速重载铁路车网耦合下过电压产生机理与防护方法研究[D]. 张雪原.西南交通大学 2009
[8]提高民航安全性的研究[D]. 赵文智.天津大学 2006
硕士论文
[1]车体浪涌过电压研究[D]. 吴颢.西南交通大学 2013
[2]电力机车过分相暂态过程分析[D]. 刘孟恺.西南交通大学 2010
[3]地面自动过分相技术及方案研究[D]. 董志杰.西南交通大学 2004
[4]民航飞行安全研究[D]. 马志刚.西南交通大学 2003
本文编号：3699808
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 弓网电弧研究现状
1.2.2 高速列车过电分相研究
1.2.3 传输线理论铁路应用现状
1.3 论文的主要工作和研究内容
1.3.1 研究对象
1.3.2 研究内容
1.3.3 论文章节安排
第2章 高速列车过电分相电气参数分析
2.1 高速电气化铁路牵引供电系统
2.1.1 锚段关节式电分相
2.1.2 高速电气化列车过电分相的方式
2.2 过电分相集总参数模型及其电气参数计算
2.2.1 过电分相集总参数简化电路模型
2.2.2 钢轨电气参数
2.2.3 过电分相工况牵引网的电气参数
2.2.4 电弧模型
2.3 基于ATP-EMTP的高速列车过电分相集总参数等效电路模型仿真分析
2.3.1 基于集总参数过程一的时频特性
2.3.2 基于集总参数过程二的时频特性
2.3.3 基于集总参数过程三的时频特性
2.3.4 基于集总参数过程四的时频特性
2.4 本章小结
第3章 过电分相分布参数传输线模型建模方法研究
3.1 传输线概述
3.1.1 分布参数传输线概述
3.1.2 Bergeron数值算法
3.2 高速列车过电分相分布参数传输线模型
3.2.1 单位长度电气参数
3.2.2 模型建立
3.2.3 计算结果分析
3.3 本章小结
第4章 过电分相电弧电磁辐射研究
4.1 列车过电分相电弧电磁辐射计算
4.1.1 电偶极子的场分布
4.1.2 频率范围在100kHz-30MHz的电弧辐射计算
4.1.3 频率范围在30MHz-120MHz的电弧辐射计算
4.2 高速列车过电分相的现场测试
4.2.1 测试仪器及其参数
4.2.2 频谱扫描测试分析
4.2.3 100kHz-30MHz频段内的结果分析
4.2.4 30MHz-120MHz频段内的结果分析
4.3 本章小结
第5章 过电分相离线电弧纵向传播特性研究
5.1 弓网电弧纵向特性现场测试
5.1.1 现场测试布局
5.1.2 现场测试仪器参数
5.1.3 测试数据
5.2 弓网电弧纵向传播特性
5.2.1 弓网电弧纵向传播模型
5.2.2 接触导线上的电流分布
5.3 弓网电弧电磁辐射纵向传播特性
5.4 本章小结
第6章 过分相电弧电磁辐射干扰研究
6.1 机场导航系统电磁环境要求
6.2 高铁过电分相弓网电弧辐射场强
6.3 弓网电弧对航向信标台的电磁干扰分析
6.3.1 理论分析
6.3.2 计算分析
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成的学术论文
攻读博士学位期间承担的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁弓网电弧对机场仪表着陆系统影响研究[J]. 李鑫,朱峰,邱日强,唐毓涛. 铁道学报. 2018(05)
[2]计及弓网二次燃弧的高铁车-网建模与电磁暂态影响研究[J]. 宋小翠,刘志刚. 电力自动化设备. 2018(04)
[3]弓网电弧辐射特性及对机场下滑信标的影响[J]. 杨晓嘉,朱峰,邱日强,李冀昆. 航空学报. 2018(01)
[4]钢筋混凝土对地铁弓网离线电弧屏蔽效能的研究[J]. 鲁合德,朱峰,李鑫,唐毓涛. 电波科学学报. 2016(06)
[5]弓网离线电弧对CRH380BL型动车组速度传感器的电磁干扰机理及抑制[J]. 朱峰,唐毓涛,高晨轩. 中国铁道科学. 2016(06)
[6]高铁离线电弧射频和车内低频电磁暴露的特性研究[J]. 牛大鹏,朱峰,邱日强,李鑫. 高电压技术. 2016(08)
[7]动车组过分相的车体最佳接地技术分析[J]. 黄可,刘志刚,王英,李郎. 电力系统及其自动化学报. 2016(05)
[8]高速铁路离线电弧作用下的弓线温度场研究[J]. 王英,刘志刚,母秀清,黄可. 计算机仿真. 2015(07)
[9]高速动车组降弓浪涌过电压分析[J]. 杨帅,曹保江,高国强,陈盼,黄祥,王忆莛. 铁道学报. 2015(07)
[10]当前机场选址中重点电气技术问题评审研究[J]. 王士鹏. 中国工程咨询. 2015(07)
博士论文
[1]高速铁路弓网电弧动态特性研究[D]. 王万岗.西南交通大学 2013
[2]弓网电弧电磁干扰传播的若干理论研究[D]. 支永健.浙江大学 2013
[3]高速动车组电磁兼容性关键技术研究[D]. 单秦.北京交通大学 2013
[4]高速列车运行状态暂态过电压机理与抑制方法的研究[D]. 高国强.西南交通大学 2012
[5]高速铁路牵引供电系统对信号电缆电磁影响若干问题的研究[D]. 常媛媛.中国铁道科学研究院 2011
[6]电力机车系统电磁暂态过程研究[D]. 李娜.北京交通大学 2010
[7]高速重载铁路车网耦合下过电压产生机理与防护方法研究[D]. 张雪原.西南交通大学 2009
[8]提高民航安全性的研究[D]. 赵文智.天津大学 2006
硕士论文
[1]车体浪涌过电压研究[D]. 吴颢.西南交通大学 2013
[2]电力机车过分相暂态过程分析[D]. 刘孟恺.西南交通大学 2010
[3]地面自动过分相技术及方案研究[D]. 董志杰.西南交通大学 2004
[4]民航飞行安全研究[D]. 马志刚.西南交通大学 2003
本文编号：3699808
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