电气化铁路牵引供电系统谐波分析与治理

国家电气化铁路尤其是高速铁路的迅猛发展,牵引供电非线性负荷给电网带来高次谐波污染,文章介绍了电力系统谐波的基本概念、产生机理以及高速铁路负荷特性及铁路机车谐波的产生。在此基础上,采用傅里叶分解法对谐波进行定量分析,对谐波含量、谐波总畸变率和第n次谐波的含有率等特征量分析。给出了增设电能质量分析装置,增设有源、无源及混合滤波器,加装静止无功补偿装置等电力系统谐波抑制措施。文章分析结果对电气化铁路牵引供电系统谐波分析与治理具有重要的理论意义和实际工程应用参考价值。     

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。     

基于小功率模拟实验平台的车网电气耦合分析

针对电气化铁路发生的因交-直-交型机车与牵引供电网电气参数不匹配引起的高次谐波谐振和低频振荡问题,在分析其产生机理的基础上,搭建包含等效机车和等效牵引网的小功率车网耦合模拟实验平台,并对高次谐波谐振和低频振荡现象进行实验设计,实现了现象的复现和分析。实验结果表明:搭建具有机车特征次谐波频率附近谐振点的等效牵引网可复现高次谐波谐振现象,调节牵引供电系统输出阻抗和机车输入阻抗使车网系统阻抗不匹配可复现低频振荡现象。搭建的模拟实验平台为进一步开展电气化铁路车网系统谐波谐振与低频振荡问题的深入研究提供实验条件。     

牵引变电所27.5kV所用电系统谐波抑制技术研究

针对牵引变电所所用电设备电源模块频繁损害现象进行了测试,发现交直交型电力机车产生的高次谐波渗透进入牵引变电所0.38kV侧产生了不利影响,对治理方案进行比较分析后开发研制了0.38kV二阶高通滤波装置,显著改善了所用电交流设备电源的电能质量,避免了因谐波过电压造成的损坏,有效保障了牵引供电27.5kV所用电系统的安全运行。     

车网高次谐波引起谐振过电压的治理措施浅析

基于京津延长线多个区段因机车引起高次谐波而发生跳闸现象,介绍了一种新型高通滤波装置来消除电网中由于高次谐波而产生的谐波过电压。为国内电气化铁路提高牵引供电能力及安全运行的措施提供借鉴。     

浅谈SS7D、E型电力机车DC600V供电装置常见故障的分析与处理

客运电力机车向列车提供DC600V供电得到广泛的应用。分析机车供电插座在大雨天气进水造成接地和车辆漏电流较大导致机车供电接地的故障。针对集控插座、供电插座接地以及机车与车辆供电实际匹配问题,对直供电装置进行技术改造,可有效解决故障、提高系统的稳定性。     

怀化铁路枢纽地区接触网谐振过电压的形成与治理研究

针对2018年以来怀化铁路枢纽地区频繁发生接触网谐振过电压导致的电力机车高压电气设备阻容吸收装置烧损、避雷器炸损、变流器直流过电压等故障,文章对该枢纽地区的牵引供变电系统接触网环境,和谐型机车网侧变流器谐波电流成因及常见机车故障进行了理论分析和现场实测,提出了增设地面高次谐波滤波装置和机车变流器网压传感器滤波环节的谐波治理方案和机车防护措施,上述方案和措施实施后取得良好的谐振过电压抑制效果。     

高次谐波对SS6B型机车造成的危害及改造措施

通过故障统计分析及现场试验,验证了接触网存在大量高次谐波是造成SS6B型机车阻容保护装置电阻惯性烧损的主要原因.运用现场测试确定的谐波参数,对机车阻容保护电路发热量进行验算,并修订了SS6B型机车阻容保护参数,提出改造措施.     

牵引网宽频域谐波抑制用高通滤波器性能分析与设计

为了解决交流机车取代直流机车给牵引网带来的宽频域谐波问题,提出了一个带三阶阻尼的高通滤波器方案,可以有效消除高次谐波,且输出的无功功率小,不会造成网压提升;也没有基波损耗,运行成本低。对该滤波器的原理及各个参数对滤波性能的影响进行了详细分析,结合实例进行了仿真,验证了其有效性和可行性。     

大包线机车过关节式电分相过电压测试及分析

大包线自开通运营以来,频繁发生过电压引起HXD型电力机车惩罚制动。对大包线过电压进行现场测试及分析,结果表明过电压与中性段对地等效电容中储存的电磁能量有关,电力机车通过电分相时等值电路在结构上也会发生大的变化,在此暂态过程中形成高阶振荡电路产生了过电压。通过对测试的过电压波形进行频谱分析,可以排除高次谐波谐振过电压的原因。过电压的产生和机车型号无关,只是由于不同型号的电力机车采用了不同的过电压保护措施,机车过分相过电压时才显现不同的故障现象。氧化锌避雷器和RC过电压吸收装置能够有效地抑制电力机车通过关节式电分相时产生的过电压。     

同相供电技术在神朔铁路的应用前景研究

介绍了同相供电技术的基本原理,在分析神朔铁路运能现状及提升措施的基础上,对同相供电技术在取消电分相以提升运能、利用机车回馈电能、动态无功补偿和谐波治理等方面对神朔铁路供电性能进行优化分析。经过技术、经济比较表明,同相供电技术满足神朔铁路提升运能的需求,并具有较高的性价比和应用推广价值。     

地面谐波治理装置的研制及工程应用

提出了一种交流牵引网谐波治理地面方案,通过有源滤波装置和无源滤波装置分别滤除牵引网的低次和高次谐波电流,同时还兼有对牵引网进行无功功率补偿的功能。对利用该方案研制的地面谐波治理装置进行了测试和实际应用,结果表明:其治理牵引网谐波及无功功率效果良好,可有效消除车网谐振风险。     

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。     

铁路信号供电的可靠性探讨

通过对目前铁路信号供电中存在问题的分析,论述了电源内的高次谐波、双电源回路同时停电、单电源回路故障停电对信号系统的影响,介绍了采用交直交电源装置使用效果,为电化区段、非电化区段,单、双回路供电提供可靠电源的技术方案.     

交直流机车混合运行牵引供电网谐波特性分析

针对机车调度中交直型和交直交型机车单独运行以及2种类型机车在同一牵引变压器供电下混合运行等复杂工况对网侧电流影响严重的问题,分析了交直型SS4电力机车及交直交型HXD3电力机车的牵引传动系统原理,建立了根据机车级位和速度自动判别机车行驶段位的交直型和采用空间矢量脉宽调制控制策略(SVPWM)的交直交型机车的SIMULINK仿真模型。在此基础上建立了同一牵引变压器不同类型机车混合运行模型,对典型工况进行仿真分析,得出各工况运行下的网侧电流谐波次数、谐波含有量及总电流畸变率,可用于供电网谐振分析、谐波治理、调度运行等方面。     

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。     

HX_D3型电力机车控制电压过低原因分析及整改措施

通过对HXD3型机车发生控制电压过低的故障进行测试和对比分析,指出该故障主要是由机车蓄电池严重亏电造成的。在对蓄电池维护储存特性及机车蓄电池充电器特性分析的基础之上,给出了造成蓄电池亏电的原因,并提出具体改进措施。     

和谐型电力机车DC 600V供电装置性能测试系统设计

为准确检测和谐型电力机车DC 600 V供电装置的各项性能,提高测试效率,基于阻感性负载试验原理,设计一种适用于和谐型电力机车DC 600 V供电装置性能检测的自动化试验系统,采用Lab VIEW平台开发测试系统的应用软件,通过Test Sand软件对试验过程进行序列化管理,并应用试验系统,对空载和满载工况下DC 600 V供电装置的电流、电压和接地故障情况进行现场测试。测试结果表明,该试验系统可以实现在多种运行工况下机车DC 600 V供电装置的电压、电流和接地故障情况的准确检测,满足机车DC 600 V供电装置检修要求。     

HXD3机车牵引电机过压过流原因分析及对策

通过对HXD3机车发生牵引电机过压、过流故障进行测试和对比分析,指出故障主要是机车CI控制电路板(传感器接口电路板)造成.在对故障分析基础之上,分析电机过压、过流的具体原因,并提出具体改进对策.     

单一电源变电所缺相故障分析及处理对策

电气化铁路不对称负荷产生的高次谐波、负序对运行中导线的冲击电动力,造成牵引变电所缺相故障屡有发生,分析了缺相运行时现有保护拒动的原因,结合故障实例找出了具体的处理对策,简述了应用情况。