高铁电气系统磁暴效应监测方法与技术研究

发布时间：2024-02-21 16:22

　　当代高铁依赖电力牵引及系统的规模越来越大,研究各种电磁干扰对高铁电气系统的影响是重要课题。其中,太阳活动引起的地磁暴的影响是新问题。地磁暴已经造成瑞典南部铁路信号灯“闪红”、俄罗斯北部铁路车站的信号集中闭塞系统异常。由于我国高铁投入运行时间短,还未经历完整的太阳活动周以及峰年期的考验,为研究地磁暴对我国已投运和在建的高铁系统实际影响情况,开发监测装置获得实测数据是最直接的手段。本文在研究已有地磁暴侵害铁路系统报道事件、电网磁暴效应影响分析方法和国内外已有的电网地磁感应电流(GIC)监测装置基础上,首先比较高铁系统与公共电网供电方式不同,分析高铁系统地磁暴效应模式,分析地磁暴以GIC、地电位以及磁场三种形式对高铁系统的侵害,找出高铁地磁暴监测的不同,推导需要监测的参量。其次通过对电网GIC监测装置的改进,确定监测装置设计要求,设计地磁暴产生的GIC、地电位、磁场变化的监测方法。然后提出针对高铁GIC监测的取样和分析算法,利用MATLAB建立高铁牵引网地磁暴侵害模型,分析牵引变压器和自耦变压器受GIC的影响,实例验证小波变换在处理取样信号噪声的可行性以及低通滤波对GIC提取的有效性。最后,...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文所做的工作
第2章 高铁电气系统的地磁暴影响分析
    2.1 高铁电气系统结构
        2.1.1 变压器接线方式和牵引网供电方式
        2.1.2 轨道电路的工作原理
        2.1.3 高铁的综合接地系统
        2.1.4 牵引回流的工程装置-集中接地箱
    2.2 地磁暴以GIC形式对铁路系统的侵害
        2.2.1 GIC对牵引网的影响
        2.2.2 GIC对轨道电路的影响
    2.3 地磁暴以其它形式对铁路系统的侵害
        2.3.1 磁场变化对高铁的影响
        2.3.2 地电位变化对高铁影响
    2.4 高铁的地磁暴侵害监测分析
        2.4.1 高铁电气系统与公共电网供电方式的比较
        2.4.2 高铁的地磁暴监测
    2.5 本章小结
第3章 高铁地磁暴侵害监测装置设计
    3.1 高铁监测装置设计要求
        3.1.1 监测装置功能介绍
        3.1.2 装置的安全性
        3.1.3 监测装置的工作原理
    3.2 GIC监测点及采集量的设计
        3.2.1 采集量及通道设计
        3.2.2 传感器安装位置研究
    3.3 地电位及磁场变化监测设计
        3.3.1 地电位监测
        3.3.2 磁场变化监测
    3.4 本章小结
第4章 高铁系统GIC取样方法和信号分析
    4.1 GIC信号提取
        4.1.1 磁通门传感器性能评估
        4.1.2 霍尔传感器性能评估
        4.1.3 传感器量程选择
    4.2 GIC水平评估
        4.2.1 系统各元件等效模型及系统建模
        4.2.2 基于平面波理论的感应地电场计算模型
        4.2.3 基于Matlab的牵引网GIC大小计算及分析
    4.3 提取信号的分析处理方法
        4.3.1 轨道电路GIC取样信号小波去噪分析
        4.3.2 数字滤波器的设计
    4.4 本章小结
第5章 高铁地磁暴监测装置的工程应用研究
    5.1 鹤壁东牵引站情况
    5.2 监测装置安装方案
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢



本文编号：3905673