袁佳歆 倪 周 肖非然 闵永智

（1. 武汉大学电气与自动化学院 武汉 430072 2. 兰州交通大学自动化与电气工程学院 兰州 730070）

0 引言

由于高铁机车为单相负荷，牵引变压器一般采用轮流换相的连接方式缓解牵引供电系统对电网造成的不平衡问题。然而，牵引变电所之间采用相序轮换会使两个相邻供电臂之间存在很大的电压相位差。若两者直接相连，将引起短路现象导致牵引网和受电弓熔断等危害，因此两个供电臂之间设置一个电分相区。

目前，国内外关于机车通电分相区的方案主要为断电过分相与不停电过分相两种方式。断电过分相的方式虽然具有方案简单和造价低等优点，但是会给牵引网和机车带来过电压与过电流的冲击，且列车速度受到损失[1]。不停电过分相方式主要可分为机械开关地面自动过分相、电力电子开关自动过分相与柔性地面自动过分相三种方式[2]。机械开关过分相的方式是利用真空开关的快速投切，从而实现列车的不停电过分相，但是存在真空开关动作次数有限、失电时间相对较长和在投切过程中仍会有过电压与过电流[3]等问题。电力电子开关自动过分相具有响应速度快和分合闸时间可控的特点[4-5]，能有效降低开关的失电时间至 5ms[4]，但不能解决过电压和过电流问题。柔性地面自动过分相系统是基于大功率电力电子器件构成的电能变换装置实现能量从供电臂向分相区的转移[6-8]，并且在分相区供电时平滑改变输出电压的相位，不会出现突变，避免了过电压和过电流。……