24脉波牵引整流系统网侧电流谐波分析.pdf

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1、２４脉波牵引整流系统网侧电流谐波分析杭瑜１，２（１．上海交通大学电子电气工程学院，上海２００２４０；２．天安人寿保险股份有限公司上海分公司，上海２００９４０）摘要：在１２脉波分析的基础上，对２４脉波牵引整流变电站的网侧谐波电流进行研究，讨论谐波与相位的关系，以及由于负载不平衡、移相角等因素对网侧谐波含量产生的影响，进而对牵引整流变压器的技术参数提出要求，以此来达到有效地抑制或减少网侧谐波对电网的影响的目的。关键词：整流变压器；２４脉波；谐波电流；负载分配；移相角中图分类号：ＴＰ３１９文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－７８００（２０

2、１２）００６－０１６２－０２角形连接。０引言为了适应城市的发展，自从上海采用由国外进口轴向双分裂式１２脉波牵引整流变压器以来，我国各大城市都纷纷采用这一整流变压器来装备自己城市的轨道交通牵引变电站，并且通过技术的革新由原来的１２脉波发展成了２４脉波。可是，大功率的整流装置中所存在的网侧谐波电流一直对城市供电网络造成不小的影响。本文重点图１２４脉波整流电路图２２４脉波牵引整流站主电路原理就是在分析１２脉波的基础上，对２４脉波牵引整流变电站图２为２４脉波牵引整流变电站主电路原理图。整流的网侧谐波电流进行研究，讨论谐波与相位的关系，以及

3、变电站主要由两台１２脉波轴向双分裂式牵引整流变压器由于负载不平衡、移相角等因素对网侧谐波含量产生的影和四组全波整流桥组成。每台变压器阀侧的二套绕组分响，进而对牵引整流变压器的技术参数提出要求，以此来别接成ｄ接法和ｙ接法，其线电压天然形成３０°相差，两台达到有效地抑制或减少网侧谐波对电网的影响的目的。变压器的网侧采用延边三角形接法，分别移相±７．５°，这样形成的两台变压器的四套阀侧绕组的线电压相量互差１２４脉波牵引整流变电站１５°相位，分别经全波整流后，在直流侧并联运行，形成２４脉波的整流变电系统。值得注意的是，由于变压器采用了前文

4、对１２脉波的整流装置和变压器结构进行了简单轴向双分裂式结构，阀侧绕组间具有较大的短路阻抗（分的介绍，知道了相数越多，谐波的影响就越小。为了有效裂阻抗），因此一般都不设桥间平衡电抗器。地降低网侧谐波电流对电网地影响，由１２脉波逐渐提升到了２４脉波。２影响网侧谐波电流的因素要将整流电路的脉波数由１２脉波提高到２４脉波，必须在２４脉波的轴向双分裂式牵引整流变压器的基础上加影响网侧谐波电流的因素很多，但根据前面的分析，以改进，在原有的１２脉波的轴向双分裂式牵引整流变压仅就变压器本身而言，影响网侧谐波电流的因素主要有以器基础上加入移相角，使

5、电压向量产生相位变化，从而使下两点：首先是变压器阀侧绕组负荷不平衡；其次是网侧脉波数达到２４，如图１所示。移相角α的误差。以下进行详细分析，并提出变压器设计因此，在此要选用特殊变压器的结构，其中最常见的与制造应满足的相应技术条件———这也就是我们对网侧为延边三角形连接变压器。由于网侧的电压等级高、变压谐波电流重视和分析的目的所在。器绕组匝数比阀侧变压器绕组匝数多，考虑到匝数比为自２．１单台变压器阀侧负荷不平衡然数之比，为了减小其产生的误差，故将网侧定为延边三阀侧两组绕组线电压互差３０°相位，而且双桥直流负作者简介：杭瑜（１９８３－

6、），女，上海人，上海交通大学电子电气工程学院硕士研究生，天安人寿保险股份有限公司上海分公司技术工程师，研究方向为信息技术。第６期杭瑜：２４脉波牵引整流系统网侧电流谐波分析·１６３·载相等时，非特征谐波分量将不会出现在网侧绕组中。但器的阀侧非特征谐波的残余分量ΔＩ反映到网侧，通过移γ是负载完全地平衡却只是理论所能企及的水平，这是由相，其相位差（ΔΦＡ＝９０°），因此两台变压器网侧合成的谐于：①两组阀侧绕组的匝数比１∶３槡是一个无理数，实际波分量为：制造过程中绕组只能做整数值，始终无法完全达到这一比烄网侧特征谐波：Ｉγ１（Ｉ＊＊）＝

7、γⅠ＋ＩγⅡ２Ｉ（Ｉ）２值关系；②由于设计计算和制造工艺的原因，两组半穿越阻抗ｘ＊和ｘ＊不可能完全一致。所以，由非特征谐波产生阀侧特征谐波：Ｉγ１（Ｉ＊＊）ⅡⅢ烅＝γⅠ＋ＩγⅡ２Ｉ（Ｉ）２的两组阀侧绕组中的磁势也就不会完全相互抵消，其差值必然由网侧绕组磁势来补偿。阀侧非特征谐波：ΔＩγ＝１（ΔＩ＊２Ｉ＊２）槡γⅠ＋ΔγⅡ烆２Ｉ（Ｉ）２２．２两台变压器之间负荷不平衡的影响移相角α决定于网侧绕组延边段绕组匝数ＮＹ和三对于一台变压器来说，其匝数比的无理性、换相阻抗角段绕组匝数ＮＤ的配合。由于匝数必须是自然数，因此的差异会引起谐波电流

8、分量。为了达到２４脉波而采用两一定会使移相角出现偏差。台变压器延边三角形接法，它们之间的负荷不平衡，同样会引起阀侧特征谐波中γ＝１２ｎ±１次的网侧非特征谐波３结论不能完全抵消，从而产生残余分量，它们的幅值大小与两台变压器间的负荷不平衡分量ΔＩ＊＊＊