客专谐波异常现象分析报告

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1、实用标准文案1.1.客专谐波异常现象分析1.1.1.大秦线湖东地区HXD1机车电路封锁现象（1）自07年12月26日，太原铁路局湖东机务段和湖东一场、二场出现接触网网压振荡，HXD1型机车牵引封锁无法运行情况，特别是2008年1月2日全天发生牵引封锁13次，机车无法正常出入库，严重干扰运输秩序。（2）同时投入空载HXD1机车不宜超过6台，6~7台是一个临界点，存在持续振荡现象。在此工况下，切除1台机车，车、网恢复正常；再投入1台机车，就将发生振荡现象及牵引封锁。（3）同时投入多台机车（同时6台以上）比依次投入更易引起振荡；（4）正常情况下，中间直流电

2、压脉动频率约为3~4Hz，但幅度较小（10~20V左右）。在振荡过程中，中间直流电压脉动频率仍维持在3~4Hz水平，但幅度加大，直到发生牵引封锁。（5）当发生较大电流波动时，牵引变压器、自耦变压器的噪声异常增大，温升加剧。图4.4-1湖东机务段内HXD1003号车A节网侧电压、电流（出现波动，08_01_01,13:216波动动周期：280ms,波动频率3.57Hz）文档实用标准文案图4.4-2湖东机务段内HXD1003号车A节网侧电压、电流上图为：出现网压波动，机车封锁后主断路器切除，切除后不久接触网电压波动现象消失，即接触网内波动消失（若干台机车

3、被封锁，被封锁机车牵引变压器退出运行，接触网内也有一部分机车该时刻未被封锁，当接触网电压波动减弱或消失后，这部分机车仍未正常静置或运行）。图4.4-3湖东变电所供机务段251馈线电压、电流从上图可以看出，上图为电流、电压在几秒钟时间内的波形，由于采样时间较长，事实上为电压、电流包络线。关于HXD1003号车A节网侧电压、电流波形，以及电压、电流间的相位关系见下图。文档实用标准文案图4.4-4湖东机务段内HXD1003号车A节网侧电压、电流波形（出现波动，08_01_01,13:216波动动周期：280ms,波动频率3.57Hz）从上图可以看出，上图为

4、电流、电压在几秒钟时间内的波形，由于采样时间较长，事实上为电压、电流包络线。与湖东机务段内HXD1机车遇到同样问题的有北京车辆段，08年5月随着CRH5动车组在北京车辆段的逐步投入使用，每天早晨CRH5动车组集中整备出库时间段，CRH5动车组同样出现因电压波动导致动车组被封锁。无论HXD1机车或CRH5动车组，电压波动导致被封锁的现象，都是交流牵引负荷在牵引变流器控制策略与接触网电压配合方面出现问题。机车或动车组数量较少时，车辆直流环节的电压波动不至于使接触网电压波动，当接触网馈线内机车或动车组达到一定数量时，就出现了接触网电压的波动。应当看到出现接

5、触网电压的波动后，这种波动的电压作用于静置状态的机车或动车组，又加剧了牵引变流器控制策略与接触网电压配合方面本已存在的问题，使集中停放、静置整备的机车或动车组很快进入了封锁状态。湖东机务段和北京车辆段上述现象的测试分析过程，并因此进行的牵引变流器控制策略的调整，对我国客专交流牵引负荷较为集中场站如何避免封锁现象的发生具有重要的借鉴意义。牵引网谐波电流放大引起的谐振过电压现象中国铁道出版社出版的《世界高速铁路技术》，介绍了日本新干线接触网末端，谐波电流放大，引起谐振过电压的原因为：文档实用标准文案（1）采用AT供电，电源阻抗为直供方式的4倍.（2）采用

6、AT供电，供电距离增长。（3）VVVF电动车组采用脉冲调制产生的1500～1800Hz高次谐波的含量，较交直传动明显增多。到目前为止，我国客专因牵引网内谐波电流放大引起较大谐振过电压出现的有3次：京秦线蓟县南牵引变电所京津城际铁路武清牵引变电所合宁线龙城牵引变电所（越区供电至合武线长安集变电所）实际测试结果表明，蓟县南牵引变电所供电区段的电压异常是由牵引网高次谐波谐振引起的，列车是谐振的激励源。牵引网高次谐波谐振造成母线中谐波电压分量急剧增高，从而与基波电压合成导致电压升高，实测表明蓟县南变电所母线电压在谐振情况下可升高35%，燕郊分区所母线电压升高

7、幅度较变电所大，可达50%。牵引网高次谐波谐振的直接结果是谐波电流放大，实测表明谐振时在变电所55kV母线上能有高达100A的单次谐波电流。仿真结果表明，发生17—20次谐波谐振时，正常复线运行情况下，从动车组到变电所55kV母线电流可放大6—17倍，1A的动车组谐波电流可在变电所引起1—3kV的谐波电压，在分区所引起2—6kV的谐波电压；V停运行时，从动车组到变电所55kV母线电流可放大8—23倍，1A的动车组谐波电流可在变电所引起2—7kV的谐波电压，在分区所引起5—15kV的谐波电压。被放大的谐波电流与电源及牵引变压器合成的谐波阻抗相作用产生很

8、高的谐波电压，谐振谐波电压的分布是供电臂末端分区所处最高，首端变电所处最低，末端近似为首端的2倍。仿真与分析