电铁谐波及负序对电力体系路线与母线保障之影响研究

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1、电铁谐波及负序对电力体系路线与母线保障之影响研究第一章引言1.1研究背景由于电气化铁道谐波和负序的影响，在馈供牵引变电所的11OkV供电系统中，个别的继电保护或自动装置在一个季度内的误启动各达到百次或千次以上，因而发生的误跳闸导致大面积停电的事故屡见不鲜，严重时将直接危及电力系统的安全稳定运行。如何全面、客观地评价电气化铁路谐波和负序对电力系统二次设备(继电保护、安全自动装置)的影响，并针对不利影响提出相应的抑制措施，使电力系统免受不断增加的电气化铁路所带来的冲击，是目前我国具有电气化铁路运营的电力公司所共

2、同面临的一个重要课题。本论文将深入研究电气化铁路谐波和负序对电力系统二次设备(继电保护、安全自动装置)中几种典型的线路保护及母线保护装置的影响。通过本论文的研究，在电铁运营的电力系统中，可以根据本论文所得出的相关结论，采取具有针对性的措施，从而提高继电保护动作的可靠性，抑制电气化铁路谐波和负序的影响，保证电力系统运行的安全稳定性。1.2国内外研究动态目前国内在电气化铁路工程建设之前，绝大多数都要进行铁道牵引站产生的谐波和负序问题对牵引供电站(系统站)及供电网的影响评估研究，以确定合适的供电方式并采取相应的治

3、理措施。在国外发达国家，有关电气化铁道方面主要侧重于谐波问题的研究。包括根据列车运行情况、位置等，预测交流侧谐波电压畸变;双机牵引谐波电流幅值与机车位置关系;谐波抑制装置(有源与无源结合)中适合单相负载的谐波检测算法研究;电气化铁道谐波实测数据的统计分析与随机评估等。国外的研究较少涉及谐波和负序问题对供电网的影响评估研究，以及合适的供电方式的分析。另外，某些研究内容与我国的实际情况也不太符合，这是由于世界各国电气化铁道牵引网供电制式的不同引起的。虽然我国与多数国家采用25kV单相工频交流制，但采用其他制式的

4、国家也很多。由于供电制式的不同，相关问题的研究也会出现不同情况。在目前我国所进行的谐波对线路保护及母线保护装置影响的研究中，绝大多数是针对平衡的三相谐波进行的，没有考虑电气化铁路谐波的特点。而电力机车是单相负荷，三相谐波的不平衡是电气化铁道谐波的重要特点，在谐波含量上除有较大的5、7次谐波外，其中的3次谐波最大。因此，由三相平衡系统所得出的结论并不能完全适用于电气化铁路谐波问题。此外，有关电气化铁路负序对线路保护及母线保护装置影响的研究则较少，且较为笼统，主要是对由于电铁负荷特性所导致的电力系统保护事故原因

5、.第三章电铁负荷对几种典型保护的影响分析.................19-413.1对微机距离保护的影响................19-373.1.1微机距离保护的特点................19-203.1.2电铁负荷对启动元件的影响................20-273.1.3电铁负荷对测量元件的影响................27-373.2对高频相差保护的影响................37-393.3对母线差动保护的影响................39-41第

6、四章RTDS实时数字仿真试验研究................41-464.1RTDS实时数字仿真试验简介................41-434.2对微机距离保护的影响实验研究................43-46第五章结论................46-485.1本文总结................46-475.2探索与展望................47-48结论综上所述，论文研究所取得的主要结论如下:1.通过仿真结果与统计数据以及某地区实测数据的比较可以看出，所建立的Ss6B

7、型电力机车模型是合理的。2.仿真结果与实际情况基本相符，牵引站对电网的影响与某地区实测数据一致，所建立的系统仿真模型合理。3.在微机距离保护的三种起动元件元件中，相电流突变量起动算法及相间电流突变量起动算法所受负荷冲击性及谐波电流的影响都较大。在电铁负荷占总负荷比重较大的地区容易引起起动元件的误起动。半周电流积分起动算法所受负荷冲击性影响较小，其所得电流突变量基本不受电力机车所产生的谐波影响。可见半周电流积分起动算法虽然灵敏度不如其它两种算法，但电铁负荷占总负荷比重较大的地区采用该算法能保证保护动作的正确性

8、。4.在微机距离保护的三种测量元件中，傅里叶算法基本不受电力机车负荷产生的谐波的影响，但受负荷不平衡电流的影响，会导致所得各相、相间阻抗值产生一定差异。解微分方程算法与一阶差分算法均受谐波影响严重，若保护中采用这两种算法，须同时采用以滤除3、5、7次谐波为主的合适的数字滤波器。5.相差高频保护的启动元件由于受到谐波电流的等价基波负序电流效应影响而易误启动;同时，该保护相差部件的复合滤波器易受到方波形状失常效应的影