地磁暴對(duì)高鐵牽引變壓器特性的影響研究.pdf

1、隨著我國(guó)高鐵的迅猛發(fā)展，與其相關(guān)的安全性研究已經(jīng)逐漸成為高鐵領(lǐng)域的核心問(wèn)題。尤其近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者對(duì)空間氣象所帶來(lái)的影響尤為專注。地磁暴作為一種極端空間天氣，發(fā)生時(shí)，會(huì)影響長(zhǎng)距離輸電線路的正常運(yùn)行，國(guó)內(nèi)外已發(fā)生多次由地磁暴所引發(fā)的電力事故。因?yàn)楦哞F牽引供電系統(tǒng)類似于電力系統(tǒng)，均為長(zhǎng)距離輸電工程;且我國(guó)高鐵建成時(shí)間短，尚未經(jīng)歷過(guò)太陽(yáng)黑子極大期的考驗(yàn);牽引變壓器作為系統(tǒng)中的接地點(diǎn)，受地磁暴影響的可能更大，所以，研究地磁感應(yīng)電流(GI

2、C，Geomagnetically Induced Current)對(duì)牽引變壓器特性的影響，具有很強(qiáng)的前瞻性和重要的社會(huì)意義。
　　本文首先介紹了高鐵牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成，分析了當(dāng)?shù)卮疟┌l(fā)生時(shí)，GIC侵入牽引供電系統(tǒng)的機(jī)理。本文通過(guò)建立牽引供電系統(tǒng)的等效電阻模型，推導(dǎo)出GIC的理論幅值估算式。代入相關(guān)參數(shù)，得出GIC的理論估算范圍。為確定牽引變壓器中是否真實(shí)存在GIC，本文設(shè)計(jì)研發(fā)了GIC監(jiān)測(cè)裝置，并利用Multisim仿真軟件搭建

3、作為監(jiān)測(cè)裝置核心部分的電流調(diào)理電路，并驗(yàn)證了電路的可行性。本文將該裝置投入運(yùn)行，并完成了中國(guó)高鐵領(lǐng)域內(nèi)對(duì)GIC的第一次實(shí)測(cè)。通過(guò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空間氣象預(yù)報(bào)對(duì)比，驗(yàn)證了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。從而確定在牽引變壓器中確實(shí)存在GIC。
　　本文基于Matlab搭建單線式、全并聯(lián)式AT供電系統(tǒng)模型，通過(guò)仿真分析確定GIC的變化范圍，驗(yàn)證GIC的理論估算公式。創(chuàng)新性地提出了牽引網(wǎng)等效電阻不對(duì)稱度的概念。搭建牽引變壓器空載試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，得到牽引變壓器?lì)磁

4、電流畸變率隨著GIC幅值的增加而增加、也隨著等效電阻不對(duì)稱度的增加而增加的規(guī)律。證明了GIC對(duì)牽引變壓器勵(lì)磁特性存在的影響。
　　基于Ansoft Maxwell搭建牽引變壓器的有限元模型，得到牽引變壓器鐵芯內(nèi)磁鏈、磁密、漏磁、鐵芯損耗、繞組損耗隨著GIC幅值的增加而增加、也隨著等效等效電阻不對(duì)稱度的增加而增加的規(guī)律。證明了GIC對(duì)牽引變壓器電磁特性存在的影響。
　　針對(duì)GIC影響牽引變壓器工作特性的現(xiàn)象，本文介紹了相應(yīng)的抑