铁路电气化安全论文范文参考关于铁路电气化安全的优秀论文范文【10篇】

铁路电气化安全论文范文参考关于铁路电气化安全的优秀论文范文【10篇】 电气化铁路是经济和社会发展的大动脉,机车牵引供电网的安全和稳定性关系着电气化铁路的正常运营.由于电力机车采取单相和整流方式供电,电力机车负荷产生的负序、谐波和无功等电能质量问题,严重威胁着电气化铁路牵引供电网和上级电力系统的安全和稳定运行.因此,必须采取有效的电气化铁路电能质量综合补偿措施,提高牵引供电网供电的安全可靠性. 本文在国家科技支撑计划重大项目子课题“高速铁路供电系统综合补偿及谐波抑制技术”的支持下,针对交直电力机车供电系统(传统电气化铁路)和交直交电力机车供电系统(高速电气化铁路)两种牵引供电系统的电能质量综合补偿方法,深入研究了适用于两种牵引供电系统的电能质量综合补偿装置拓扑结构、电能质量补偿参考量(负序、谐波和无功)的实时检测方法以及控制策略.论文的主要工作和创新点如下： (1)提出一种用于交直电力机车供电系统的综合补偿装置拓扑结构和控制策略,降低有源补偿装置的容量,并降低装置的总体成本.该补偿装置由有源补偿装置铁路功率调节器(Railway Static Power Conditioner, RPC)和无源补偿装置晶闸管控制投切电容器(Thyristor Switched Capacitor, TSC)构成.分析了该补偿系统的工作原理、成本和谐波放大特性,提出了该系统的总体控制策略和控制实现方法,实现了RPC与TSC的协调控制.仿真和实验结果表明,所提的综合补偿系统及其控制方法能有效降低RPC的容量,并获得较好的综合补偿效果. (2)分析了采用三相V/V牵引变压器的高速铁路供电系统的负序和谐波补偿原理,提出了基于铁路功率调节器补偿器的高速铁路负序和谐波综合控制方法.运用矢量分析方法对高速铁路供电系统的负序补偿原理进行了详细分析,揭示了高速铁路供电系统的负序补偿机理；提出了高速铁路供电系统的负序和谐波实时检测方法.为了实现补偿目标的可选择性,提出了有功、无功和谐波参考指令分量从总补偿参考指令中进行分离的方法. (3)提出一种用于高速铁路供电系统的混合型综合补偿装置及补偿策略,优化了高速铁路综合补偿装置的补偿容量,以较低的补偿容量取得较好的负序补偿效果.针对高速铁路负序电流大的特点,提出了一种由铁路功率调节器RPC和无源补偿装置晶闸管控制滤波器(Thyristor Controlled Filter, TCF)、晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR)构成的混合型综合补偿拓扑结构.分析了该系统的结构和工作原理；在剖析补偿装置中RPC与TCF、TCR补偿容量与负序指标关系的基础上,并结合高速铁路牵引网的不同运营工况,提出混合型补偿系统的各子系统补偿容量设计方法,及一种适用于该补偿系统的专家推理控制策略；并提出适合该系统的参考电流实时检测方法和控制方法以实现所提补偿策略.仿真结果表明,提出的混合型高速铁路补偿系统及其补偿策略能针对机车运营工况获得较好的负序抑制效果. (4)提出一种基于两相三线制变流器的高速铁路用负序补偿系统及其复合控制方法,减少了补偿装置功率开关器件数目,并提高了补偿装置电流控制效果.为了简化补偿系统主电路结构,节约硬件成本,提出了一种由两个单相降压变压器和一个两相三线制变流器构成的高速铁路用负序补偿系统.在建立两相三线制变流器电气模型的基础上,详细分析了两相三线制变流器的工作原理,并发现了两相三线制变流器可视为由两个单相变流器合并而成的特性.为了提高电流跟踪响应的速度和稳态精度,提出了由滞环控制和广义积分控制组成的复合控制方法.仿真和实验结果证明了基于两相三线制的高速铁路用负序补偿器及其复合控制方法的有效性. (5)研究了铁路功率器主要元件的参数设计方法,介绍了模拟实验装置的研制技术.对具有典型代表性的铁路功率调节器主要元件参数的取值方法进行了研究,以优化装置安全性和控制性能为条件,提出了铁路功率调节器中单相降压变压器变比和容量、交流输出电感及直流侧电容的参数设计方法.并介绍了基于RPC模拟实验装置的构成,以及实验装置控制器的硬件和软件设计方法.重点介绍了控制电路中过零检测、采样前滤波电路及采样电路、过压过流保护电路和通信电路等控制器*电路,还介绍了主程序、中断程序和通信程序的设计方法.参数设计方法和模拟实验装置的研制为理论研究成果的实验验证提供了条件,也将为工程样机的试制奠定基础. 随着电气化铁路的发展,由牵引负荷引起的谐波、无功、负序等电能质量问题,成为影响电力系统和电气化铁路供电系统安全、稳定运行的一个重要因素.相对普速电气化电路,高速电气化铁路的负序问题更加突出.采用有源补偿对电气化铁路牵引供电系统牵引变电所电能质量进行综合补偿,是确保电气化铁路安全有效运行的重要手段.研究有源补偿对电气化铁路的电能质量改善具有理论意义和实用价值. 在分析电气化铁路对电力系统电能质量影响的基础上,总结了电气化铁路对电力系统谐波、无功及负序的补偿方法.有源补偿是作为解决电气化铁路电能质量问题的有效方法之一,本文探讨了电气化铁路有源补偿的分类及存在的问题.并分析探讨了各种型式牵引变压器的负序电流及不平衡度,为利用牵引变电所主变压器的接线方式来抑制负序电流提供理论依据. 在电气化铁路单臂负荷补偿系统基础上,推导得到了电气化铁路有源补偿的拓扑数量公式,通过对补偿拓扑的进一步简化,获得电气化铁路有源基本有源补偿网络,推导得到基本补偿网络拓扑数量公式,对拓扑进行识别,并分析比较了各种拓扑结构特点及适用范围.在对电气化铁路两种有源补偿拓扑结构容量分析的基础上,提出四种新的混合有源补偿拓扑结构,进一步降低有源补偿支路的容量和电压等级. 结合提出的拓扑结构,给出解决电气化铁路电能质量综合有源补偿方案,分析了电气化铁路电流综合有源补偿工作原理,给出在不同补偿情况下的控制电流表达式.推导得到牵引变压器原边和次边电压电流的关系式,得到了综合有源补偿电流表达式,对实际补偿电流的计算具有指导意义. 本文基于对电气化铁路综合有源补偿输出滤波器分析的基础上,对LC输出滤波器进行了改进,且对输出滤波器参数进行了模糊优化设计.改进后的输出滤波器在补偿频率范围内有较好的滤波效果,可以更好地满足系统综合补偿的要求.通过对实际牵引变电所数据的仿真分析,该方案能够有效的补偿电气化铁路谐波、无功和负序,改善电气化铁路电能质量. 交通运输业是国民经济的基础性、先导性产业,该产业的发展水平与国民经济发展有着极为重要的联系.铁路运输作为交通运输业的重要组成部分,以其迅速、便利、经济、环保、安全、运量大、运输成本低、连续性强等优势,成为我国经济社会发展的大动脉.我国铁路从无到有,从国外引进到自主研发,已经走过了一百多年. 在中国铁路发展的各个历史时期,技术发展环境、经济环境、政治环境等因素 _铁路的发展道路都起着十分重要的作用.铁路自从在中国大地上出现以后,就同中国近现代经济、政治发展紧紧联系在一起,走过了一段长期艰难曲折的道路.新中国成立后,特别是改革开放之后,中国的铁路揭开了新的一页,发展速度大大提升,技术创新层出不穷.在经历蒸汽机时代、内燃机和柴油机时代、低速电气化时代后,走向高速铁路时代.xx年8月1日,在北京奥运会前夕,最高运营时速达到350km的京津城际铁路正式投入运营,标志着我国进入高速铁路发展时代,随后武广高铁、郑西高铁、沪宁城际等相继投入运营,预示着高速铁路发展春天的到来.目前,我国的高速铁路已跻身世界先进行列,列车时速突破300km/h大关,正向着更高、更快、更强的目标前进.简言之,高速铁路是在我国运输供需矛盾紧张的情况下运用而生的,其快速发展离不开行业创新技术的发展. 本文用产业创新系统模式和历史友好模式来系统研究铁路行业的发展,描绘我国铁路运输业的产业创新系统,分析我国铁路运输业创新影响因素之所在.通过回顾中国铁路技术发展的历史,找到 _铁路技术发展的关键事件,通过情景分析得出这些关键事件之间潜在的逻辑关系,建立一个中国铁路运输业技术发展的历史友好模型的理论模型,总结出中国铁路技术发展的主要模式,从而为以后铁路技术发展指导方向,为今后我国铁路运输业的规划提供理论参考. 随着国民经济的发展,铁路货运、客运量持续增长,高速和重载成为我国电气化铁路的主要发展方向.电气化铁路高速区段由于牵引功率大、牵引负荷重、牵引回流大,容易出现过高的钢轨电位,造成与轨道相连的信号设备异常,直接威胁着沿线通信设备和人员的安全.论文以高速、重载电气化铁路的牵引回流系统为对象,分析了钢轨电位的产生机理、牵引回流的分布特性,并探究了其变化规律,提出相应的抑制方法,主要开展的工作包括： (1)以牵引供电系统为研究对象,在对电气化铁路牵引供电系统供电设备分析的基础上,建立适合多种供电方式的钢轨电位分析模型；结合大秦铁路沿线钢轨电位的测试数据对模型进行了验证. (2)根据牵引供电系统和接地回流系统的结构,分析了钢轨回流系统的电路分布参数,建立了钢轨电位、电流分布模型,揭示了钢轨电位、电流的传播与衰减规律,阐释了衰减系数、供电方式及综合地线对钢轨电位的影响机理,探寻了连接综合接地系统后,牵引供电系统正常运行与短路故障情况时,钢轨与保护线电位分布特性,阐释了综合接地系统对不同供电方式下牵引供电系统钢轨电位的影响规律. (3)通过对衰减系数、钢轨电位、电流、钢轨横向、纵向电压等测量方法的研究,建立了钢轨电位的监测系统；针对高速、重载电气化铁路钢轨电位过高的现象,选取京津、遂渝、大秦等典型高速、重载线路,对其钢轨电位、钢轨电流、分流系数等进行了测量分析,根据钢轨电位的产生机理及影响因素,分析了综合地线对降低钢轨电位、接地极电位、回流线电位的作用机制,分别从钢轨铺设方式、回流系统结构、接触网支柱结构和铺设综合地线等方面,提出了抑制钢轨电位的相关措施. 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