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。     

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。     

电气化铁路牵引变电所所用电源高次谐波治理

电气化铁路牵引网中的高次谐波通过牵引变电所27.5 kV所用变压器渗透到所内低压配电系统中,当高次谐波含量过高时,容易导致电压严重畸变。本文通过分析逆scott接线电气变换关系,建立了谐波的两相-三相变换模型,模型表明高压侧谐波电压可渗透到低压配电系统中。实测数据分析了某高铁牵引变电所低压配电系统的谐波畸变率。并在该高铁牵引变电所低压配电系统的负载侧并联了一种Y型阻波高通滤波器,有效地滤除了高次谐波,达到了治理谐波的效果。     

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。     

高速列车内部过电压形成原理及抑制措施研究

针对高速列车运行过程中出现的内部过电压现象,以车载自动过分相过电压和升降弓过电压2种情况为例,分析过电压产生原理及其影响因素,并建立仿真模型进行验证。为抑制高速列车内部过电压,提出在中性段并联阻波高通滤波器、采用贯通式同相供电系统以及选取合适的车顶电压互感器3种措施。结果表明,高速列车内部过电压与动作时刻接触网电压相位、电压互感器阻抗有关;通过仿真验证,所提出的3种过电压抑制方法均能有效降低过电压。     

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。     

提高交流制电力机车的功率因数

传统的相控调压交流制电力机车采用平滑调节直流换向器电动机电压,机车粘着利用率高,但其固有缺点是功率因数较低.文章比较了几种无功功率补偿方法的优缺点.提出了用混合式滤波器来提高功率因数的方法,并进行了模拟试验.结果证明,采用混合式滤波器对于提高电力机车功率因数和降低电网电流和电压波形畸变,有明显效果.     

电力电子系统的无功功率补偿与谐波抑制研究

对电力电子系统的无功功率与谐波抑制方法进行分析。包括谐波的产生、谐波和无功功率的危害、谐波分析的理论基础、非正弦电路的功率，并对并联有源电力滤波器进行了理论分析，对系统加入有源电力滤波器前后利用Matlab／Simulink分别进行仿真研究，比较功率因数和总谐波畸变率，最终满足加入有源电力滤波器后的功率因数接近1，交流侧电流总谐波畸变率小于5％。负载不对称时，加入有源电力滤波器后三相电流完全平衡。仿真结果表明，并联型有源电力滤波器在抑制谐波、补偿无功功率方面具有良好的效果。     

25Hz轨道电路高频开关电源的研究

随着既有铁路提高列车速度，对铁路设备提出了更高要求。本文针对目前既有铁路广泛使用的工频轨道电源，提出一种利用高频开关电源技术研制的新型25Hz轨道电源进行替代。该电源采用正弦脉宽调制技术（SPWM）、功率因数校正技术（PFC）、全桥逆变技术和短路保护技术，将110V交流输出和220V交流输出整合在一个模块中。详细论述了该电源模块的组成和工作原理，解决了工程应用中的负载短路引起的模块输出中断、雷电保护及牵引电流干扰等关键问题，使模块的可靠性得到较大提高。模块内嵌入了监控单元，具有告警、通信、数据采集、控制等功能，使远程监控成为现实，减轻了工作量。该电源模块体积小、重量轻、效率高、智能化程度高，实际使用证明，该电源可以替代目前的工频电源。     

单台Yn，d11式变压器构成的新型同相供电系统

单相工频牵引供电系统对电力系统造成了三相负载不平衡、无功和谐波污染问题,同时对通信信号有严重的干扰,制约了高速、重载铁路的发展。针对单台接线式变压器,在BT供电方式的基础上,以三相三桥臂结构,将有源滤波器与Yn。d11接线变压器结合构成新型同相供电系统。根据瞬时无功功率理论,通过有功电流分离法实时检测谐波及无功电流,并结合平衡变换原理平衡负序。仿真证实平衡方式和检测控制方法正确,该系统方案可行。     

基于C型与单调谐滤波器组合的高铁牵引供电系统谐波治理方法

针对高速铁路牵引供电系统谐波治理问题,分析牵引供电系统谐波问题产生机理;对比分析牵引供电系统加入5种无源滤波器后对系统的影响,并详细分析C型滤波器各参数及其与单调谐滤波器所构成的组合滤波器对系统阻频特性的影响;在此基础上,设计了采用C型滤波器和C型与单调谐滤波器组合的两种治理方案。结合牵引供电系统车网耦合仿真模型,仿真分析两种治理方案,并根据滤波效率、设备成本、不同列车数量等方面评估了两种方案。评估结果表明,C型与单调谐滤波器组合的方案滤波效率及性价比更优。     

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.     

哈大客运专线10kV供电系统无功补偿方式探讨

对集中与分散相结合形式中的TCR+FC型SVC、TSC+可控投切电抗器型SVC、SVG 3种动态无功功率补偿装置的主要结构、工作原理、补偿方式、功率损耗、谐波特性等进行了分析,总结分析了SVG动态无功功率补偿装置在运用中的优劣.     

有源电力滤波器任意次谐波电流检测算法的研究

随着电力电子装置的广泛使用，电力系统谐波污染日益严重，有源电力滤波器是一种消除电力系统谐波污染的重要装置，它的使用将越来越广泛。文章针对三相四线制系统、不平衡系统中有源电力滤波器的应用和混合型有源电力滤波器的特点，基于瞬时无功功率理论，对任意指定次谐波电流的检测和各次谐波正、负序和零序分量的分离方法进行了深入研究。仿真和实验结果验证了此方法的有效性和正确性。     

城轨车辆直流辅助供电变频空调综合电源与控制方案研究

现有城轨车辆的辅助供电以工频交流系统为主,其输出的AC380V交流电为变频空调等设备供电,且空调电气控制未与辅助电源设备统一考虑、协同设计,造成系统电源重复变换,供电效率不高。文章在分析现有辅助供电技术和变频空调电气控制技术的基础上,采用近年逐步展开研究的中高频变流技术、变频空调综合电源与控制技术,提出一种采用直流架构的辅助供电系统及变频空调的综合电源与控制方案,首先详细阐述2种系统架构设计思路、综合电源装置的电气组成和控制方案,其次分析其在提高供电效率、减少部件数量、增强空调协同控制、提高乘车环境舒适性等方面的优势,同时指出方案的技术难点,最后对所述方案的技术和功能提升进行展望。     

铁路机车电台设备电磁发射测量专用带阻滤波器设计

铁路无线通信设备发射的信号往往较强，因而在电磁发射测量过程中，极易导致测量接收机出现乱真响应。基于450 MHz无线列调机车电台通信设备的工作特性，研制了一种新型可调阶跃阻抗谐振器腔体窄带带阻滤波器，用于避免电磁发射测量过程中所引起的测量接收机过载问题。通过软件仿真和实物测试，验证了所设计的带阻滤波器较传统腔体滤波器减少了阻带带宽，具有良好的通带特性，且结构简单，体积较小，可以很好地满足机车电台电磁发射测量的需求，有效提高电磁发射测量结果的准确性。     

基波串联谐振式混合有源滤波器的研究

主要研究一种基波串联谐振式混合有源滤波器.首先介绍其拓扑结构及主要特点;接着讨论其采用检测电网电流型控制策略时的工作原理,基本思想是通过适当控制有源部分来等效增大电网支路的谐波阻抗;最后从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串联和并联谐振、改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性这3个方面详尽分析了该滤波器的稳态补偿特性.     

基于混沌优化的电力无源滤波器参数设计

针对目前电网谐波治理,考虑到无源滤渡器设计的现状,以及现有优化设计方法中假设条件较多、寻优能力不强等问题,提出了一种无源滤波器的多目标优化设计方法.利用混沌算法,将无源滤波器的初期投资、无功功率补偿、滤波后电网谐波含量作为目标,进行无源滤波器的参数优化设计.实践证明,该方法设计的无源滤波器具有较好的综合性能.     

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。     

基于惯性基准法的轨道短波不平顺检测系统

为了有效检测轨道短波不平顺,研制了构架式短波不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法设计新型的机械部件,利用加速度计和位移计采集数据,并选择合适的电路参数设计模拟滤波器及对应的数字补偿滤波器以完成数据的预处理,然后设计以1个基窗和2个修正窗并联的高通滤波器截取检测范围内的波长,最后通过综合运算合成得到轨道短波不平顺几何参数。在轨检车上应用该系统进行现场复核,结果表明,该系统能够正确反应轨道短波不平顺的实际状况。