铁路牵引供电系统设计中的谐波谐振分析及抑制方案研究

为了避免交直交型电力机车(含动车组)与牵引供电系统之间形成谐波谐振,影响电气化铁路运行安全,有必要在牵引供电系统设计阶段开展谐波谐振特性分析。基于四象限变流器拓扑结构与控制策略,构建电力机车谐波源特性模型,针对某新建电气化铁路牵引供电系统设计方案,构建牵引供电系统数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真平台,研究系统谐波谐振特性与变化规律,给出便于工程应用的滤波器设计方案,并验证该方案的可行性。     

计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性分析及抑制方案研究

动车组处于不同运行工况时将产生谐波电流频谱变化,会对牵引供电系统谐波畸变特性产生影响,还可能干扰沿线通信线路。以某高铁线路为例,采用专业电能质量监测设备,对典型牵引变电所和在线运行的动车组开展同步谐波特性测试。基于测试数据分析,研究计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性变化规律,采用等效干扰电流定量评估各次谐波对通信线路的干扰程度。此外给出C型高通滤波器设计方案,仿真结果验证了良好的滤波效果,为高速铁路高次谐波综合治理提供了重要途径。     

200 kA铝电解系列整流装置谐波治理研究

分析了某200 kA铝电解系列整流装置网侧谐波电流和功率因数情况,介绍了滤波器的设计原理,并针对整流装置的谐波状况设计了一种单调谐滤波器加高通滤波器的滤波结构.实践证明该滤波装置运行效果良好,能满足谐波治理和功率补偿要求.     

高次谐波对京津城际铁路的影响及治理措施

针对京津城际铁路发生主断路器跳开的现象,通过试验找出牵引供电系统产生高次谐波的谐波源,分析高次谐波对牵引供电系统、动车组、电力机车和运输组织的影响。提出治理谐波源、运输组织调整应急方式、牵引网滤波3种谐波整治措施。     

城市轨道交通供电系统网侧谐波研究

针对城市轨道交通供电系统，对系统产生的谐波进行分析，可知谐波对系统具有危害性。在现实系统中不但含有特征次谐波，而且含有非特征次谐波。采用多重化结构的整流系统，仍然含有已经被认为消除的谐波。应采用分散治理和集中治理的方案，轨道交通供电系统应安装滤波装置或者有源滤波装置APF。     

京沪高铁固镇变电所直挂式高压有源滤波器测试分析

随着大量不同型号的电力机车上线运行,电力机车产生的谐波和无功分量影响了电网电能质量,严重时影响电气化铁路的正常运行,牵引供电系统谐波治理和无功功率补偿得到运营单位的广泛关注.依托京沪高速铁路谐波治理工程,研制了直挂式高压有源滤波器,并在固镇牵引变电所两供电臂T-N间分别装设进行运行测试,实时监测铁路供电系统负序和牵引网谐波电流.通过有源补偿装置补偿,能吸收牵引供电系统2～13次低次谐波,改善功率因数、电压质量及负序和减少谐波对供电系统的影响.     

地铁供电系统谐波的分析及治理

从谐波的定义、谐波的国家标准、地铁供电系统谐波产生的原因、谐波对供电系统各设备的危害等方面分析了谐波治理的必要性。根据西安地铁供电系统的谐波治理方案,介绍了低压有源电力滤波器在谐波治理中的应用。通过仿真试验和理论分析,验证了治理方案的可行性,保证了供电系统的电能指标满足国家标准。     

AT供电系统阻抗频率特性及谐波电流放大分析

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同长度时和外部电源短路容量改变时对系统阻抗频率特性和谐波电流放大情况的影响,探讨了阻抗频率特性和谐波电流放大的相关性,得到了AT供电系统谐波谐振的相关规律,可以对AT牵引供电系统的谐波谐振现象研究提供参考。     

采用有源滤波器实现平衡变换的供电系统研究

提出了一种基于平衡变换的新型牵引供电系统方案,采用有源滤波器实现单相牵引系统与三相电力系统的平衡变换,可以消除电气化铁道对电力网的不利影响。该系统能实现同相供电,取消电分相绝缘区;在电力系统的每个接入点处,牵引系统都是一个三相平衡的纯阻性负载,对电力系统造成的三相负载不平衡、无功功率及谐波污染等问题不复存在。文中分析了平衡变换的原理、系统的构成和控制方法。利用计算机仿真手段对系统进行了研究和验证。     

上海轨道交通供电系统电力谐波的分析和治理

对上海轨道交通已运行线路供电系统电力谐波产生的原因、构成、危害及抑制措施进行了分析和探讨.并在对电力谐波治理相关厂家及方案进行广泛调研的基础上,提出了通过在降压变电所400 V两段母线上装设滤波装置进行滤波,以减少高次谐波的量值;通过无功补偿提高功率因数,提高轨道交通供电系统的电力质量;对无功补偿的容量、电容器及电抗器的数值等参数进行选择和计算等.上海轨道交通供电系统电力谐波治理的工程应用方案--串接电抗器无功补偿与有源滤波器并联系统已在上海轨道交通新建线路上推广使用,并准备应用于对上海已运行轨道交通线路的相应改造.     

基于MRPC的电气化铁道谐波治理技术研究

针对当前我国电气化铁路处于新旧技术的交替阶段、交直机车与交直交机车(动车组)混跑、牵引供电系统谐波含量丰富的情况,介绍了国内外电气化铁路谐波治理技术,重点介绍了指定次谐波电流分频控制研究现状;从电气化铁路的供电特点,分析低次、高次谐波分布;研究了以模块化多电平变换器为主电路拓扑的铁路功率调节器的谐波抑制技术,并将其与无源高通滤波器相结合,提出一种适用于牵引供电系统的谐波抑制策略,实现指定次谐波与高次谐波的抑制。在RT-LAB平台下搭建了仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

京沪高铁谐波综合治理方案研究

电气化铁路中的谐波问题一直是铁路与电力部门关注的焦点。介绍高速铁路牵引供电系统的构成与特点,通过实际测试分析牵引负荷谐波分布特性,提出背靠背有源滤波器和阻波高通滤波器相结合的谐波综合治理方案,并分别阐述其结构和功能等。该方案在有效解决高速铁路谐波问题的同时,还可以补偿负序电流,必要时提供牵引负荷所需无功功率。     

电气化铁路低压配电系统高次谐波抑制技术

通过分析牵引网高次谐波对牵引变电所低压配电系统的渗透特性,提出了适用于牵引变电所低压配电系统的Y型二阶高通滤波器和阻波高通滤波器滤波方案,研制了Y型阻波高通滤波器滤波装置和二阶高通滤波器装置,并安装运行于曾因谐波导致用电设备烧损的牵引变电所中。经工程应用测试,该滤波装置滤波效果良好,有效滤除了高次谐波,改善了低压配电系统供电质量,彻底解决了因谐波导致用电设备烧损的问题。     

牵引变电所混合电力虑波器及其控制器的设计

针对牵引供电系统的特点，提出了将有源滤波器、无源滤波器串接后并联在母线上进行谐波补偿的方案并设计了其控制系统。详细讨论了该控制系统中指令跟踪控制器的设计方案，并以某牵引变电所为对象利用MATLAB6．5／Simulink的电力系统模块建立了仿真模型，仿真结果表明：所提出的方案有很好的滤波效果。     

基于Chaos理论的牵引供电系统谐波抑制方法研究

分析了高次谐波对牵引供电系统的危害,针对既有研究结果,基于Chaos理论在谐波抑制方面的特性分析了杜芬方程的滤波机理,提出了利用杜芬系统抑制高次谐波的新方法,并通过仿真实验验证了该方法的可行性,为牵引供电系统高次谐波的抑制提供一种新思路。     

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。     

简析地铁低压何源滤波装置的应用

随着大量低压变频装置在地铁应用,低压配电系统中谐波畸变日益严重,危及地铁系统的安全、稳定运行。分析了谐波对系统的危害,对北京、上海等地区运营线路低压供电系统谐波含量进行了实地测量。并根据有源滤波器投入系统前后的不同效果进行了分析和比对,提出了有源滤波装置设置建议,对今后地铁低压配电谐波治理具有重要参考价值。     

交流牵引供电系统电能质量治理综述

交流牵引供电系统作为铁路交通的能源供给系统,其供电品质受到高度重视。文章分析了交流牵引供电系统所面临的无功、谐波、负序和末端电压偏低等4类电能质量问题,描述了针对这些问题所采用的一些具体治理措施,指出了各种治理技术的发展趋势,最后提出一种电能质量综合治理方案,为交流牵引供电系统的电能质量治理技术的发展提供了新思路。     

枢纽牵引供电系统谐波问题探讨

结合上海南翔枢纽牵引变电所实际情况,介绍了枢纽牵引供电系统输电网络特性。基于现场实测数据,分析了不同牵引负荷和不同运行工况下牵引变电所的谐波特性。应用Matlab/Simulink仿真软件搭建了枢纽牵引供电系统仿真分析模型,仿真分析了接入牵引网数量对牵引供电系统谐波阻抗特性、不同行车运行工况下系统谐波畸变的影响。仿真结果表明,枢纽牵引供电系统存在主谐振点和多谐振点构成的谐振带;系统谐波频带丰富,极易造成高次谐波放大,进而造成谐波畸变率增大。对此,论文最后提出了一些抑制措施。     

既有电气化铁路牵引网电压损失改善措施研究

阐述了电气化铁道牵引网电压损失形成机理并作了相关理论计算,建立了牵引供电系统模型并进行分析,利用仿真软件对采用的两种改善方案进行了仿真验证,分析了改善效果及谐波特性。