双弓受流下接触网波动传播规律与弓网参数匹配特性

基本信息
批准号:U1734202
项目类别:联合基金项目
资助金额:233.00
负责人:高仕斌
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:梅桂明,韩通新,吴积钦,蒋先国,黄德青,于龙,方岩,韩志伟,宋洋
关键词:
弓网参数匹配波动传播牵引供电双弓受流高速铁路
结项摘要

How to efficiently improve and reasonably evaluate the current collection performance of pantograph-catenary system in high-speed railway with the double-pantograph operation is one of the key problems in the traction power system. Aiming at the practical engineering problems, "the wave propagation in catenary and parameter matching of pantograph-catenary system considering double-pantograph operation" is proposed. Through theoretical derivation, simulation modeling and field experiments, the wave propagation in catenary and the resonance mechanism of double-pantograph system with the double-pantograph operation are revealed. The contact loss behavior and its influence on power transmission of double-pantograph-catenary system are studied. In order to improve the wave propagation performance, reduce the wave interaction between the two pantographs and avoid the resonance, the optimization method of parameter matching for double-pantograph-catenary system is proposed. Based on the wave interaction between the two pantographs, a cooperative control strategy of double-pantograph is proposed. By analyzing the applicability of evaluation indexes for the traditional single-pantograph, considering the characteristics of double-pantograph operation, the dynamic evaluation indexes of double-pantograph-catenary system are proposed. The theoretical system for catenary wave propagation with double-pantograph operation is firstly built, which is able to improve the basic theory of pantograph-catenary system in high-speed railway, as well as support the export strategy of high-speed railway of China.

如何在双弓受流下对高铁弓网系统的受流性能进行有效提升和合理评估是目前高铁牵引供电亟需解决的关键问题之一。项目针对高铁双弓-网系统的复杂耦合关系导致的实际工程问题,提出开展“双弓受流下接触网波动传播规律与弓网参数匹配特性”研究。通过理论推导、仿真建模、线路验证相结合,揭示双弓运行下接触网波动传播规律和双弓-网系统共振机理;研究接触网波动和弓网振动对双弓-网系统离线行为及电能传输特性的影响规律;以优化波动传播特性、降低双弓交互影响和避免共振设计为原则,提出双弓-网系统的弓网参数匹配方法;在明确双弓交互波动影响的基础上,以提升双弓受流质量为目标提出双弓-网系统的双弓协同控制策略;通过分析传统单弓受流下评估指标对双弓-网系统的适用性,结合双弓运行的特点,提出适用于双弓-网系统的动态评估指标;初步形成一套双弓运行下接触网波动特性的理论体系,完善高铁弓网系统基础理论,为我国高铁走出去提供坚实的理论支撑。

项目摘要

目前我国高速铁路多采用双受电弓(双弓)与接触网滑动接触的方式以保证动车组取得充足电能。但是,双弓-网系统中接触网同时承受前后受电弓两个移动激振源的冲击,导致更为复杂的弓网耦合交互作用,且双弓之间也会由于接触网波动传递产生相互影响,造成弓网接触稳定性变差,动车组供电安全受到影响。.本项目针对高铁双弓-网系统的复杂耦合关系导致的实际工程问题,按照机理揭示→运行优化→评估完善的逻辑,构建了双弓-网系统动力学模型与波动模型,给出了接触网上波动传播的数学描述,揭示了弓网共振机理,给出了接触力频谱与接触网敏感频率的关联性;针对弓网离线电弧频发,构建了弓网离线电弧模型,揭示了环境风、不平顺工况下弓网离线规律及其电弧产生机制,分析了前、后弓离线电弧特征及其对车网电气性能的影响规律;基于接触网波动传播规律和弓网共振机制,提出了双弓-网系统弓网参数匹配方法,并针对时滞、量测误差、弓网共振等提出了双弓协同控制策略。最后,项目在接触网波动传播规律与弓网共振机理的基础上,对传统弓网评估指标的适用性进行了分析,提出了弓网受流质量时域指标的修正建议,并基于弓网载荷谱特征提出了新的弓网时频域评估指标。同时,项目在合作单位的支持下,进行接触网波动与振动的现场测试,初步研制并开发了受电弓-接触网半实物半虚拟混合试验台,用于验证项目所提出的双弓协同控制策略与弓网共振理论。项目的理论成果目前已在成渝中线等重要铁路线路设计和中铁建电气化局轨道交通器材有限公司新型接触网零部件开发中得到初步应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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