《高速列車車網電氣安全防護理論與方法研究》是依託西南交通大學，由劉志剛擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速列車車網電氣安全防護理論與方法研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉志剛
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前高速列車車網過電壓引起牽引傳動系統設備故障、元器件燒毀，甚至導致行車中斷的電氣安全防護問題，提出開展“高速列車車網電氣安全防護理論與方法”研究。結合動車組與牽引網實際線路檢測監測數據，分析動車組和牽引網的特性，建動車組與牽引網電氣耦合模型和動車組接地系統模型；對車網低頻振盪過電壓產生機理及影響因素進行研究，提出抑制低頻振盪過電壓的電氣匹配方法；分析車網過電壓對牽引傳動系統電氣安全防護的影響機理，提出車網過電壓下牽引傳動系統核心部件故障快速診斷及相關迴路容錯控制策略；研究動車組工作接地和保護接地之間的相互影響關係，提出動車組接地系統的最佳化設計方法。項目旨在揭示車網低頻振盪過電壓產生機理，提出一套抑制車網低頻振盪過電壓的防護方法和設計方案。
結題摘要
針對目前高速列車車網過電壓引起牽引傳動系統設備故障、元器件燒毀，甚至導致行車中斷的電氣安全防護問題，提出開展“高速列車車網電氣安全防護理論與方法”研究。研究內容：在車網低頻振盪過電壓產生機理與傳播規律方面，建立了車網耦合系統模型，精確分析了車網系統的穩定性和低頻振蕩產生機理，分別從機車側和牽引網側提出了抑制低頻振盪的有效方案；在車網過電壓下動車組牽引變流器電氣防護方面，分析了牽引整流器以及牽引逆變器IGBT開路狀態下的故障特徵，建立了變流器故障快速診斷與準確定位算法；在動車組接地的電氣安全防護設計方面，建立了車網一體化電路模型，評估了常見電磁暫態情況下不同動車組接地行為下的過電壓，提出了動車組接地系統最佳化設計方案。重要結果：闡明了車網低頻振盪的產生機理及不同參數對低頻振盪問題的影響規律；通過從機車側調整整流器控制參數和最佳化控制策略來改善機車性能，以及從牽引網側接入無功補償裝置有效地抑制車網系統低頻振盪現象；搭建了NI-PXIE半實物實驗平台和基於動車組實際變流器控制單元的8車級聯半實物平台進行實驗驗證；建立了牽引變流器的解析模型，對牽引變流器IGBT的各種故障情形進行故障反演再現；利用鍵合圖建模方法對牽引逆變器進行建模，實現任意個數IGBT故障的診斷；建立了動車組普通輪對和泄流輪對過絕緣節切斷點的等效電路模型；推導了牽引網迴路對車體接地迴路的電氣耦合係數；提出了一種用於評估車體電壓波動對BCU速度感測器速度檢測所造成電磁干擾影響情況的方案，並進行實際現場測試與試驗。科學意義：從理論角度深入研究揭示車網低頻振盪過電壓產生機理和車網過電壓下動車組牽引變流器故障機理與演變規律，提出一套高速列車車網電氣安全防護方法和設計方案，提升高速列車車網系統的可靠性和列車運行安全水平。
