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第一篇电气化铁道技术论文范文参考：基于新型平衡变压器与感应滤波技术的电气化铁道电能质量治理研究
对电气化铁道牵引变电所供电质量的综合治理一直是备受关注的课题.本文围绕牵引变电所供电质量问题展开研究.研究工作得到国家自然科学基金项目“基于新型变压器的电气化铁道负序和谐波统一治理的理论与方法研究”(51077044)和湖南省自然科学基金重点项目“具有负序和谐波抑制功能的组合式牵引变压器及其关键技术研究”(12JJ2034)的资助.主要研究内容和研究成果如下：
论文首先分析了几种典型的平衡变压器结构和原理,接着提出了不对称接线平衡变压器及其实现方法(获得了发明专利).详细阐述了不对称三相变两相平衡变压器的接线方案和工作原理,建立了数学模型.在此基础上,推导了基于短路阻抗的平衡条件和两相电路解耦条件,以及全短路阻抗相等条件.该新型变压器在满足平衡条件约束下两相自动解耦,结构简单,每相最多3个绕组,可以采用常用的三相三柱式铁心,一次侧有中性点,副边有三角形绕组,二次侧有公共接地(轨)点,材料利用率高,特别适合电气化铁道直供和BT供电方式.阐述了不对称接线三相变四相平衡变压器原理,建立数学模型并进行分析,得到了电压电流关系式,该变压器适合AT供电方式和四相输电系统.通过仿真研究证明对上述新型变压器理论分析的正确性.
通过一台2kVA的小容量变压器模型,开展新型变压器的设计方法研究.阐述了新型变压器的设计特点并得到了完整的电磁设计方案.绕组采用较大截面积铜线以降低电阻的影响.短路阻抗的计算分别采用了磁路法和有限元法,两者计算结果一致,得到的短路阻抗参数满足阻抗约束要求.利用设计得到的参数,进行MATLAB仿真,结果证明了设计的新型变压器模型的正确性和负序抑制的有效性.
提出了结合新型V/v变压器和感应滤波技术,治理电气化铁道谐波的新方法.阐述了系统拓扑结构,分析了系统的工作原理,提出了电流检测算法.并提出了采用准PR控制的控制算法,改善在电网频率变化时的控制性能.通过仿真验证,该系统能显著的改善牵引变电所的电能质量.
给出了一种基于多功能平衡变压器,采用三相电压源变流器(VSC)结合晶闸管投切电容器(TSC)构成的电能质量补偿系统.详细讨论了方案及其特点,设计了无功分配策略,推导了基于磁动势平衡原理的补偿算法,建立了补偿等效电路模型并得到了补偿电流关系式,得出了参考电流实时检测和无功电流分配方法.*明所提方案的正确性.
研制了一台容量为2kVA新型平衡变压器模型,开展了各种试验研究.新型平衡变压器的理论分析和设计方法是正确的.
第二篇电气化铁道技术论文样文：基于磁控电抗及混合滤波的电铁综合电能质量控制
电气化铁路具有速度快、运量大、综合效益突出等优势,是铁路发展的必然趋势,但也给担负其供电任务的沿线电网带来了更高的要求.由于电气化铁道采用单相供电方式,并使用非线性大功率单相多段全波或桥式整流电力机车,因此,在电气化铁道牵引供电系统中仍然存在无功、谐波和负序问题.无功、谐波和负序这三大因素不仅影响到电气化铁道的安全运行,而且还对当地电网产生不利的影响.
针对日益严重的电能质量问题,铁道部门也采取了相关措施和相关补偿设备对电气化铁道电能质量进行控制,取得了可喜的成绩.但是,由于各种补偿装置存在一定的缺陷性,牵引供电系统中仍然存在无功、谐波和负序问题.磁控电抗器及混合滤波器系统是改善电气化铁道电能质量的有效途径.因此,开展磁阀结构合理、动态响应速度快、谐波低的磁控电抗器以及性能高、稳定性好的混合电力滤波器系统的研究对改善电气化铁道的电能质量有着重要的意义.
本文针对电气化铁道电能质量问题,对新型磁控电抗器的磁阀结构、谐波优化、快速响应特性以及性能高、稳定性好的混合电力滤波器系统进行了详细的研究,并得到了一些具有工程意义的结论.论文主要从以下方面开展研究并取得了相应的成果：
(1)介绍了磁控电抗器的结构及工作原理,讨论了磁控电抗器铁芯材料的磁化曲线模型.根据磁控电抗器等效电路建立了电抗器的基本方程组,分析了磁控电抗器的三种基本工作状态.根据磁控电抗器基本模型,采用ATP-EMTP仿真软件分析了磁控电抗器的伏安特性和控制特性.仿真结果表明：磁控电抗器的伏安特性曲线具有明显的非线性,在一定交流工作电压范围内呈现出恒流特性.控制特性曲线也为非线性关系,可以根据控制特性曲线改变磁控电抗器直流控制电压,从而调节其输出容量.
(2)从磁控电抗器的等效电路入手,分析了磁控电抗器在空载、半极限饱和、极限饱和等三个基本工作状态下的电磁暂态过程,并详细地推导了电磁参数的一般表达式.基于电磁场的基本理论,建立了单级磁控电抗器的物理仿真模型,利用了Ansoft Maxwell仿真软件,分析了单级磁阀式电抗器的磁场分布及涡流损耗.同时,还对电抗器的各种磁阀结构进行了优化分析.
优化结果表明：多级磁阀结构的电抗器磁场分布均匀,磁力线规则、流畅,抑制边缘效应效果明显；多级磁阀铁芯损耗比单级磁阀型电抗器降低了47.6%,线圈()流损耗比单级磁阀电抗器降低了62.9%.对于双级磁阀式电抗器最优面积比为3：2：1,总损耗为10.9348W,略低于单级磁阀式电抗器总损耗11.36W.
(3)在单级磁控电抗器的谐波特性的基础上,针对四级电抗器铁芯的等效模型,推导了四级磁阀式电抗器铁芯的等效磁化曲线.依据四级磁阀式电抗器等效电路方程,得出了四级磁阀式电抗器的谐波电流表达式.详细分析了电抗器在不同工作状态下,各饱和度之间的关系,并对其进行了谐波优化.同时,分析了电抗器的过渡过程产生的原因以及常规提高电抗器响应速度的办法.依据电抗器快速响应的机理,提出了利用PWM可逆变换器技术来提高磁控电抗器快速响应的新方案.
实验结果表明：①四级磁控电抗器的较单级及双级磁控电抗器具有较好的谐波特性,大大地减少了各次谐波及总谐波含量,总的谐波含量最大不超过3.7%,3、5和7次谐波电流最大幅值分别不超过额定值的3.6%、1%、0.88%.②应用PWM可逆变换器,大大地提高了磁控电抗器的响应时间.电抗器从空载到额定,或是在额定转换为空载状态时,其响应速度均只有2个周波.
(4)以鹰潭变电所及鹰潭南牵引变电站为测试点,详细分析了鹰潭变电站及鹰潭南牵引变电所的谐波电压、谐波电流、功率因素、有功功率、无功功率及三相不平衡等电能质量状况.分析表明：
①3、5、7、11次谐波电压含有率和电压谐波总畸变率均超过国家标准.
②电流谐波含量非常大,按最宽松的标准,3、5、9、15、17、19、21次谐波电流也超过国家标准.
③功率因数随时间变化较大,波动较为明显.最低功率因数仅为0.037,并且在长时间段内,功率因数很低只有0.1左右.向系统倒送无功功率现象非常严重.并导致系统电压超过额定电压占总时间80%左右.
④鹰南牵引变电站三相电压不平衡度的最大值为4.83%,95%概率最大值为2.89%,均大大超过国家2%的标准值,并且超过国家标准的时间占总时间的16%.
(5)在瞬时无功理论的基础上,讨论了改进型单相电路谐波电流检测及指定次谐波电流检测方法.对有源电力滤波器建立了平均化模型,并基于H.控制理论对有源电力滤波器进行了鲁棒性分析与计算.提出并详细分析了注入式混合电力滤波器用于电气化铁道谐波抑制的方案,实验表明：
①基于H∞控制的电气化铁道谐波抑制效果良好,参数摄动时,THD相对变化较小,系统能很好地跟随负荷的变化,系统具有很强的鲁棒性.
②注入式混合型滤波器明显地改善无源滤波器的滤波效果.总波形畸变率约降到11%,分别比无滤波装置和只加装3次、5次无源滤波装置的总波形畸变率约下降了73%和62%.另外,注入式混合电力滤波器在保证滤波效果的同时,大大地降低了有源电力滤波器的容量.
(6)基于Hilbert变换理论,分析了检测电气化铁道有功功率及无功功率的基本原理.采用了负荷平衡化方法,推导了磁控SVC对电气化铁道无功补偿及负序平衡的容量配置公式.阐述了磁控SVC补偿电气化铁道无功及负序的控制策略,并分析了控制系统的软硬件实现.实验结果表明：
①基于Hilbert数字移相滤波的无功功率测量方法可以有效和快速地检测出电气化牵引负荷中迅速变化的有功和无功电流分量；磁控SVC能够快速和准确地发出实时计算出来的补偿容量,并使系统的功率因素达到接近1的水平,三相电流基本对称,磁控SVC动态补偿效果明显.
②有源滤波器和磁控SVC综合补偿方案在抑制电气化铁道谐波、负荷无功补偿和负序平衡方面是可行的和有效的.有源滤波器不仅消除了负荷所产生的谐波而且还消除了磁控SVC所产生的谐波.
第三篇电气化铁道技术论文范文模板：牵引供电系统优化设计与决策评估研究
牵引供电系统是电气化铁路的重要基础,特别是高速铁路(含客运专线)在我国还处于起步阶段,缺乏实践经验,尚存在一系列难题.以前粗线条的牵引供电系统设计方法,已不能满足工程建设的需要.为了保证牵引供电的安全、可靠、高质和经济,必须要更新设计理念,改进设计手段,提高设计水平.本文通过深入研究高速铁路牵引供电系统设计中的不足,探讨适用于工程设计的新理论和新方法,研究满足未来发展要求的新型供电方式和供电设备,有利于提高我国电气化铁路牵引供电系统的整体水平,也为结合国情进行自主技术创新奠定了一定的基础.
牵引供电系统设计中存在众多方案优选环节,但缺乏有效的综合分析和评估,因此提出了一种改进层次分析(AHP)组合决策模型,首先基于层次分析原理建立方案优选评价指标体系,然后利用粗糙集加权平均属性重要度的计算,改进评价指标权重的求解,通过群决策将专家主客观权重合理组合,集结了决策者的权威性和意见一致性,采用TOPSIS法中垂面距离的定义度量各方案与模糊理想解之间的贴近度,实现了方案的比较和排序,适用于带有一定不确定性的模糊多属性决策.
通过将新型多属性决策模型应用于牵引供电方案优选和高速铁路牵引变压器综合选型中,以新建客运专线为例进行验证,结果表明新型决策方法理论清晰,可操作性和通用性强,增强了最终方案的科学性和合理性,满足“柔性”设计的需要.
提出将一种可靠性评估方法—GO法应用到高速铁路牵引变电所可靠性分析中,完善了牵引供电设计的内容.考虑变电所内众多电气设备的可修复特性和停工相关性,以牵引供电不中断为目标,建立了简化GO图,编写了实用的GO法计算程序,实现了牵引变电所可靠性的定量和定性评估,确定了系统薄弱环节,并将最小割集发生概率的总和作为牵引变电所故障概率上限,方便了工程设计中的近似计算.
分析了高速铁路对牵引变压器的技术要求和现有接线形式存在的不足,提出将YNvd牵引变压器应用到电气化铁道牵引供电系统中,既满足了当前常规供电方式的要求,又便于将来实现同相供电改造.通过建立严格的YNvd变压器数学模型,得到了包含系统阻抗在内的两相等值电路,推导了系统短路电流和电压损失计算公式；分析了变压器绕组阻抗匹配关系和中性点运行方式对其性能的影响；为了便于交互式仿真,构建了YNvd接线带无功、负序综合补偿和滤波装置的牵引供电系统三相等效模型；最后通过数字仿真验证了上述研究成果的正确性.
常规牵引供电系统存在诸多问题,推荐新型同相牵引供电系统作为未来高速铁路的发展方向.分析了基于无源对称补偿技术和有源潮流控制器的系统结构；给出了有源潮流控制器容量与无功、负序和谐波等电能质量指标补偿度的函数关系,计算了设备选型容量；建立了直接供电和AT供电方式下同相牵引供电系统,提出了一种新型同相AT供电模式；讨论了同相牵引供电系统中潮流控制器的控制模式和牵引变电所的运行方式；定量计算了同相供电系统的直接和间接经济收益,并得到了回收年的计算公式；最后,通过数字仿真和模拟实验验证了新型同相牵引供电系统的基本功能.
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第四篇电气化铁道技术论文范例：高速铁路同相AT牵引供电系统研究
电气化铁道的谐波、无功、负序、通信干扰以及“过电分相”等问题一直倍受人们关注,随着高速、重载电气化铁路的不断发展,这些问题显得更加突出,如不加以解决,将严重影响其安全、可靠运行,因此研究从根本上全面解决这些问题的新型牵引供电系统具有重要意义.
本文提出将有源滤波器、AT供电方式和不同接线方式变压器三者有机结合,构建新型同相AT牵引供电系统,来彻底解决当前牵引供电系统所存在的问题.给出了基于”V”形变压器、”Y”形变压器和平衡变压器等多种同相AT牵引供电系统结构,并从供电可靠性、经济性和技术要求上,分析了各种同相AT牵引供电系统的优劣. 为了在不同情况下,都能使同相供电系统经济、高效、合理运行,本文提出了两种最优补偿模型:以获得最佳负载为目标的最佳负载模型和以波形质量最优为目标的波形畸变最小模型.分析讨论了设备容量与补偿端口和接线方式的关系,给出了三种满意补偿模型和设备容量最小化的方法. 分析讨论了当前谐波与无功电流检测方法所存在的问题和同相牵引供电系统综合补偿电流实时检测的特殊性,提出了等效虚拟三相和基于Fryze功率定义的单相系统谐波与无功电流检测新方法,在此基础上,提出了基于对称电阻模型无锁相环不受电压畸变影响的最优补偿电流检测方法,提出了基于波形畸变最小模型的四种检测方法,有功电流分离检测法、等效虚拟三相检测法、考虑补偿度检测方法和无锁相环的检测方法. 讨论了常用有源滤波器的结构及其与系统的连接方式,分析讨论了不同接线方式同相牵引供电系统的平衡变换装置合理的结构.提出了单相有源滤波器双滞环电流比较状态优化控制方法.| 有关论文范文主题研究: | 关于电气化铁道技术论文范文素材 | 大学生适用: | 2500字电大毕业论文、5000字专科论文 |
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第五篇电气化铁道技术论文范文格式：电气化铁路同相供电装置关键技术研究
随着高速、重载电气化铁路的快速发展,电铁牵引供电系统的三相不平衡、负序、无功、谐波、通信干扰以及过电分相等问题显得更加突出,因此需要研究新型牵引供电系统以便从根本上全面解决这些问题.论文深入研究了电气化铁道的本质问题,较为全面的研究了同相供电系统的理论,并通过仿真和实际系统的构建进行了验证.
针对电气化铁道存在的亟待解决的问题,提出了一种同相供电装置的结构,该结构不仅可以解决现有电气化铁路存在的各种问题,还能兼顾再生制动能量的存储问题.给出了基于同相供电装置的同相供电系统的拓扑结构,优缺点及实现路径.
深入分析了贯通同相牵引供电系统的相关问题,给出了贯通同相供电装置的结构、工作原理及功率分布等.
研究了再生制动能量利用问题.提出了同相供电装置结合能量存储系统ESS,实现再生制动能量的利用.分析了作为再生制动能量储存的直流储能单元,CTPSD具有较强的适应机车负荷变化的能力,可实现快速动态补偿.CTPSD+ESS具有有功、无功四象限调节能力,可以实现机车再生制动回馈能量,在保证系统安全的同时,大幅提高牵引供电系统的运行效率.并讨论了再生制动能力的计算、储存及控制策略等.
研究了贯通同相供电装置的并网运行措施,采用分散逻辑结构的环流功率控制措施,可以很好地解决并网中的环流问题.
提出了基于多Agent技术的贯通同相供电协调控制的系统结构,建立了基于BDI模型的监控CDMCA、协作CDCA和管理CDMA,对各模块的结构和功能进行了深入研究,讨论了贯通同相供电系统的建立方案、运行和协调机制,仿真研究了紧急情况下的系统控制策略.
通过对京沪高速铁路的仿真和分析,得出：采用基于多Agent的同相供电协调控制系统,不仅可以解决电气化铁路现存的各种问题,特别是通过各同相供电装置之间的相互协作,实现变电所之间的潮流调度,提高牵引变压器的容量利用率和负荷率.
基于上述理论,进行了仿真,结果表明：本文提出的同相供电系统方案、控制策略、再生制动能量的利用是正确可行的；基于同相供电装置的同相供电系统,能够实现由单相系统到三相系统的平衡变换,并且能够滤除谐波并对无功进行补偿,使得单相电铁不平衡负载对电力系统而言,只相当于一个纯阻性的三相对称负载.
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电气化铁道技术引用文献:
[1] 电气化铁道技术类论文选题 电气化铁道技术论文题目哪个好
[2] 电气化铁道技术专著参考文献 电气化铁道技术参考文献有哪些
[3] 电气化铁道技术论文提纲模板 电气化铁道技术论文框架如何写
