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高压晶闸管阀在牵引供电网自动过分相中的应用研究

张斌  
【摘要】: 随着我国电气化铁路的进一步提速和重载铁路的发展,过电分相问题成为了急需解决的关键性技术问题之一。本文以“牵引供电系统晶闸管阀自动过分相装置研制”项目为基础,研究了高压晶闸管阀在牵引供电网自动过分相中的应用,解决了高压晶闸管阀在牵引供电网自动过分相装置中的应用设计及其控制问题。 本文首先综述了国内外自动过电分相的方式及应用研究现状,并以地面开关转换方式为本文的研究对象,通过仿真和实验,分析了这种方式产生过电压的机理,以此为基础,提出了以晶闸管阀控制电网电源投入时刻的自动过分相方案。 论文对高压晶闸管阀在自动过分相应用中的技术条件进行了分析。以此为基础,合理选择了所用的高压晶闸管元件,计算了所需元件的串联个数,对类似于脉冲负荷下的晶闸管耗散功率进行了计算,并选择了元件的散热器,预计了元件的温升。 论文详细分析了多个晶闸管元件串联工作的动态过程,设计了晶闸管的吸收电路和过压保护电路,建立了反映多个晶闸管元件串联工作动态过程的PSPICE仿真模型,并通过仿真分析验证了所设计电路的有效性。 论文采用间接光纤触发方式作为高压晶闸管阀的触发隔离系统,很好地解决了系统的高低压隔离问题,大大提高了控制信号的传输抗干扰能力和可靠性,并设计了相应的晶闸管门极电子电路。 论文研制开发了高压晶闸管阀的实时监控系统,对系统的过流、过压等故障及晶闸管阀的元件击穿、过压保护动作等状态进行监控,并对其硬件电路和软件结构进行了说明。 最后论文对高压晶闸管阀在实验室进行的各种试验进行了分析总结,试验结果表明,该高压晶闸管阀绝缘结构合理,触发和关断可靠,元件在各种工况下的均压一致性良好,过压保护电路动作迅速,达到了在牵引供电网自动过分相装置应用中的技术要求。


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