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    本书可作为高等院校车辆工程牵引动力方向(电力机车、动车组、内燃机车、城市轨道列车等)的专业教材,还可供相关专业研究生及从事电力传动工程的技术人员参考。

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图书分类

Book classification
  1. 牵引供电系统是铁路牵引负荷的动力来源,其供电质量优劣,将对高速铁路安全、可靠、经济运行产生重大影响。本书系统阐述了基于有源补偿并结合通信防护效果优越的AT供电方式和不同接线变压器构建新型同相AT牵引供电系统的原理、方法和理论,探讨了单相变流器滞环状态优化控制、三相空间电压矢量控制、三相电流滞环比较控制、三相电流解耦定频滞环控制、四桥臂电流比较解耦控制,给出了不同接线形式同相牵引供电系统的仿真结果。...查看更多
  2. 正当世界各国都在为交通运输面临能源短缺、环境污染、事故多发等难题而深感忧虑之时,高速铁路以其节能、环保、高效、安全、舒适、快捷、准时等特点在运输市场竞争中脱颖而出。自1964年世界上第一条正式运行的高速铁路——东海道新干线在日本开通以来,高速铁路在世界各国得到了快速发展。继日本之后,法国、德国、西班牙、意大利、瑞典等国相继发展了高速铁路,且速度不断刷新。目前,国外高速铁路已进入干线化、网络化、国际化的飞速发展时期。
    面对高速铁路建设高潮,加强高速铁路技术与理论的研究很有必要。作为高速铁路的重要组成部分——牵引供电系统是牵引负荷的动力来源,其供电质量优劣,对高速铁路安全、可靠、经济运行将产生重大影响。而当前牵引供电系统还存在着许多问题,如:谐波、负序、通信干扰以及“过电分相”等问题,降低了供电的效率与质量,且对高速铁路的安全、可靠运行构成了威胁。因此研究解决这些问题,建立适合高速铁路运行的新型牵引供电系统不仅必要且很有意义。本书在作者博士论文《高速铁路同相AT牵引供电系统研究》和多年来的研究成果基础上,深入分析了当前牵引供电系统存在的问题,系统阐述了基于有源补偿并结合通信防护效果优越的AT供电方式和不同接线变压器构建新型同相AT牵引供电系统的原理、方法与理论。本书内容包括:
    第1章介绍了牵引变电所类型及各物理量之间的关系,阐述了电气化铁道存在通信干扰、谐波、无功和系统不平衡四大问题以及当前国内外解决这些问题的一般对策;讨论了不同接线方式系统不平衡程度以及采用平衡变压器和换相连接存在的问题。本章第一节还介绍了牵引供电系统常用的坐标变换,应用坐标变换可以使分析简化,达到事半功倍的效果,但越过本节内容并不影响进一步阅读。
    第2章介绍了同相牵引供电系统基本类型、原理及特点;分析了采用电容、电感等无源器件和采用电子开关变流器实现同相供电平衡补偿的原理与方法。
    第3章讨论了基于“V”形接线、“Y”形接线、平衡变压器接线和单相接线等多种接线形式,构建同相AT牵引供电系统结构方案;给出了与不同接线相匹配的平衡补偿装置结构和大容量平衡变换装置实现方法;从供电的可靠性、经济性、技术性能及实现的难易程度方面,分析了各种同相AT牵引供电系统方案的特点。
    第4章讨论了同相牵引供电系统平衡补偿的模型、期望补偿电流、补偿容量和最小设备容量;给出了以电源侧电压、电流波形畸变最小为目标的波形畸变最小模型和以负载达到对称纯阻性的理想负载为目标的最佳负载模型;分析了变压器容量、平衡补偿装置容量、系统提供的容量和期望补偿容量,与补偿目标、补偿端口、接线方式的关系,讨论了三种满意补偿模型和设备容量最小化的方法。
    第5章分析了当前谐波与无功电流检测方法所存在的问题和同相牵引供电系统综合补偿电流实时检测的特殊性。针对单相牵引供电系统,讨论了谐波和无功电流的等效虚拟三相检测法和基于Fryze功率定义检测法;给出了基于最佳负载模型补偿电流检测方法和基于波形畸变最小模型的有功电流分离检测法、等效虚拟三相检测法、考虑补偿度检测法和无锁相环检测法。
    第6章介绍了期望补偿电流、期望电压的生成原理与变流器多电平技术,讨论了单相变流器滞环状态优化控制、三相空间电压矢量控制、三相电流滞环比较控制、滞环电流比较单臂开关控制、三相电流解耦定频滞环控制、四桥臂电流比较解耦控制。
    第7章讨论了平衡补偿装置参数选择原则,给出了不同接线形式同相牵引供电系统的仿真结果。
    本书主要针对本专业博士研究生、硕士研究生和学者撰写,也可作为本专业本科生和从事相关工作与研究的专家、科技工作者的参考资料。
    借本书出版之际特别要感谢我的导师西南交通大学连级三教授,我曾在他的精心指导下,完成了《高速铁路同相AT牵引供电系统研究》博士论文,为本书顺利出版奠定了基础。特别是连级三教授还审阅了本书的初稿,提出了中肯的修改意见。西南交通大学钱清泉院士,ABB公司开发中心资深首席科学家、瑞典皇家工学院王建平教授,北京轨道交通建设与管理有限公司总经理丁树奎教授,为本书写了序言。西南交通大学贺威俊教授、李群湛教授,也为本书出版给予了关心和支持,在此一并表示感谢!

    作  者 
    2020年10月
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  1. 第1章  电气化铁道牵引供电系统 001
    1.1  牵引供电系统常用的坐标变换 001
    1.2  牵引变电所类型及物理量之间的关系 009
    1.3  牵引供电系统存在的主要问题与一般对策 020
    1.4  本章小结 041
    第2章  同相牵引供电系统概况 042
    2.1  同相牵引供电系统基本构成及发展概况 042
    2.2  同相牵引供电系统的类型 045
    2.3  同相牵引供电系统平衡补偿的基本原理 052
    2.4  同相牵引供电系统关键技术与理论 067
    2.5  本章小结 068
    第3章  同相AT牵引供电系统 070
    3.1  同相AT牵引供电系统的构成及特点 070
    3.2  同相AT牵引变电所构建方案 072
    3.3  平衡补偿装置 082
    3.4  本章小结 089
    第4章  同相供电系统平衡补偿的模型与优化 091
    4.1  最佳负载模型 091
    4.2  波形畸变最小模型 096
    4.3  系统谐波与不对称对补偿模型的影响 097
    4.4  期望补偿电流 109
    4.5  期望补偿功率 116
    4.6  最小设备容量 128
    4.7  本章小结 138
    第5章  期望补偿电流检测 140
    5.1  同相供电对电流检测的要求 140
    5.2  谐波与无功电流实时检测 141
    5.3  同相供电期望补偿电流的实时检测 158
    5.4  本章小结 166
    第6章  期望补偿电流生成 167
    6.1  平衡补偿电流的生成原理 167
    6.2  期望补偿电压的生成原理 171
    6.3  变流器的电流控制技术 187
    6.4  本章小结 211
    第7章  同相牵引供电系统仿真 212
    7.1  平衡变换装置参数确定原则 212
    7.2  同相AT供电系统仿真分析 214
    7.3  本章小结 222
    参考文献 223
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  2. 张秀峰,西南交通大学教授,博士生导师;主要研究方向为供电系统理论、谐波无功负序综合补偿技术、高速铁路同相供电技术和电能质量等;主持和主研国家863科技攻关项目“高速磁浮交通技术”重大专项子课题

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