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同相供电系统的损耗测量与分析

作　者: 郭积晶
导　师: 李群湛
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 同相供电牵引变压器损耗模型节能
分类号: TM922.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

对于单相感性的电力机车负荷来说,牵引变电所采用轮换换相的异相供电方式虽然能在一定程度上能改善负序水平,但综合看来,无功、谐波、负序等电能质量问题并没有从根本上得到解决。此外,电分相问题和运行经济性问题也是铁路相关部门的重要议题。新型的同相供电系统是一种能全面解决这些问题的有效途径。简要分析了基于综合潮流控制器的同相供电系统的工作原理,介绍了两种有效的同相供电试验装置,建立了其等效的工程拓扑图和数学模型。同相供电装置实质是由两个背靠背电压型PWM变流器构成的综合潮流控制器。根据同相供电系统的工程实际结构,分析推导了各组成元件的理论损耗模型,包括牵引变压器、隔离变压器、IGBT模块、直流环节电容、滤波电感和散热装置,其中重点研究了电力电子开关器件IGBT模块的损耗计算。基于眉山同相牵引供电系统运行负荷数据,根据文章推导的损耗模型得出了同相供电系统的理论损耗并用实测损耗结果进行验证,两者对比表明文章得出的系统中各元件损耗模型具有一定的工程可行性。然后分析了理论损耗和实测损耗的误差影响因素并对系统损耗予以一定的修正。最后研究了同相供电装置在电能质量控制方面对系统其他部分损耗的影响和在再生制动方面的节能效益,重点从负序、无功和谐波这三个电能质量方面定量地分析了同相供电方案对系统其它部分的损耗降低效果。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-13
  1.1 本文的研究目的及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11
  1.3 本文的主要工作  11-13
第2章同相牵引供电系统  13-22
  2.1 同相牵引供电系统结构  13-17
    2.1.1 同相供电系统的结构和原理  14-16
    2.1.2 平衡牵引变压器  16-17
  2.2 综合潮流控制器  17-19
    2.2.1 综合潮流控制器结构  17-18
    2.2.2 综合潮流控制器的工作特性  18-19
  2.3 同相牵引供电工程试验系统  19-21
    2.3.1 眉山工程试验1#装置  20
    2.3.2 眉山工程试验2#装置  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章同相供电系统主要元件损耗模型  22-41
  3.1 牵引变压器损耗模型  22-24
  3.2 综合潮流控制器损耗研究  24-40
    3.2.1 隔离变压器损耗模型  24-25
    3.2.2 IGBT模块损耗模型  25-30
    3.2.3 直流电容器损耗模型  30-35
    3.2.4 滤波电感损耗模型  35-40
  3.3 散热装置损耗模型  40
  3.4 本章小结  40-41
第4章基于实测数据的损耗计算与误差分析  41-59
  4.1 眉山牵引变电所概况  41-42
  4.2 同相牵引供电系统损耗理论计算  42-55
    4.2.1 牵引变压器理论损耗  43-44
    4.2.2 同相供电1#装置理论损耗  44-52
    4.2.3 同相供电2#装置理论损耗  52-55
  4.3 同相牵引供电系统损耗实际测量  55-56
  4.4 理论损耗与实测损耗误差分析  56-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章同相供电对系统损耗的影响和节能分析  59-68
  5.1 电能质量控制对损耗的影响  59-66
    5.1.1 负序因素对损耗的影响  60-62
    5.1.2 无功因素对损耗的影响  62-64
    5.1.3 谐波因素对损耗的影响  64-66
  5.2 再生制动节能  66-67
  5.3 本章小结  67-68
结论与展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录 A  74-75
附录 B-1  75-76
附录 B-2  76-77
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  77

同相供电系统的损耗测量与分析

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