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高压直流牵引供电系统的研究

于萧寒  
【摘要】: 随着高速铁路的快速发展,现在的供电系统出现了越来越多的问题,成为我国高速铁路发展的瓶颈。高压直流牵引供电系统可以有效地解决这些问题,成为未来我国铁路发展的研究方向之一。而电压等级的确定,又是研究高压直流牵引供电系统的一个非常重要的方面,本文从多个方面进行了详细的分析和论述。 在简单介绍高速铁路全并联AT供电后,首先提出了确定电压等级的三种方案;然后确立了在不同直流电压等级下接触网的结构形式;最后以京津高速铁路为例,在满足相同运输能力的条件下,计算了在不同直流电压等级下供电臂长度和牵引网功率损耗。 杂散电流对地下金属结构具有严重的腐蚀作用,可能带来严重的后果。减小杂散电流是预防事故发生的有效手段。本文在双边供电系统杂散电流模型的基础之上,进行了数学推导,并用计算机模拟的方法分析了列车受流大小对杂散电流分布的影响,得出了在列车功率一定的情况下,增大电压等级能有效减少杂散电流的结论。 弓网系统具有非常特别的工况特点,电流在这对磨擦副的电接触磨损中起到了至关重要的作用。文章详细分析了电流大小对接触电阻的热效应、离线电弧的影响。同时从接触电阻的温升、离线电弧腐蚀两个方面论证了双弓受流有助于减少弓网系统的电磨损。 本文详细分析和比较了三种直流牵引供电方案的优、缺点,得出了直流牵引供电系统采用DC35kV的结论。同时将DC35kV牵引供电系统同全并联系AT供电相比较,高压直流牵引供电系统具有经济和技术的上优势。


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