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近年来电气化铁路接触网覆冰事故频发,造成了列车停运、旅客及货物滞留等问题。现在的接触网除冰仍以人工除冰为主,虽然有较多基于静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）的防融冰技术研究,但其高额的成本限制了其在实际工程中的运用。如何在保证装置性能以及防融冰效果的基础上降低装置容量及成本还需进一步研究。目前,将有无源设备结合的无功补偿装置应用于电气化铁路接触网防融冰领域的研究较少,缺乏一种将在线防冰与高效融冰结合起来的除冰方法。首先,论文研究接触线覆冰机理,建立接触线防冰时的热平衡方程,从风度、湿度、温度三个方面给出了接触线需要防冰的气象条件。在此基础上建立接触线防冰模型,求解了临界防冰电流的计算公式。同时研究接触线融冰过程及温度分布,建立接触线融冰模型,得出了临界融冰电流的计算公式,并分析了融冰电流与融冰时间的关系。其次,论文提出了一种组合式在线防冰与降压融冰相结合的接触网除冰方案并确定了基于全并联自耦变压器（Autotransformer,AT）供电系统的在线防冰电流决策方法。牵引变电所处防融冰设备采用SVG+晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor,TSC）,分区所处防融冰设备采用SVG+晶闸管投切电抗器（Thyristor Switched Reactor,TSR）,在此基础上给出了防融冰装置的3级协调控制策略。协调层完成无功检测与分配,控制层完成TSC/TSR的投切控制与SVG直接电流控制,执行层控制TSC/TSR与SVG电路动作产生相应无功电流。组合式在线防冰方案在保证装置性能基本与SVG相同的情况下能够达到低成本大容量的效果,降压融冰方案能够进一步减小融冰需要的装置容量。最后,设计了基于全并联AT供电系统的防融冰装置结构,提出了装置工作电压等级的确定原则,在Matlab/Simulink上搭建了全并联AT供电系统与防融冰系统的综合仿真模型。仿真结果表明,首末端防融冰设备能够相互配合准确提供接触线需要的防融冰电流并保证功率因数达标,验证了组合式在线防冰与降压融冰方案的正确性与协同控制策略的有效性。