电气化铁路电能质量控制.ppt

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1、电气化铁路电能质量及其综合控制技术7.1电气化铁道电能质量问题交直型电力机车谐波电流大：由相控方式决定；谐波为奇次谐波，主要为3、5、7次功率因数低产生负序电流交直交型电力机车功率因数接近1谐波含量低牵引功率大，负序问题突出解决思路谐波的抑制措施为减少谐波及其危害，可采取的抑制方法有：改进换流装置设置滤波装置此处重点介绍滤波器的原理。一、交流滤波器的用途降低电网的谐波电压或减少进入系统的谐波电流。与并联补偿装置配合使用，实现无功功率的补偿。交流滤波器的安装位置电力机车上牵引变电所中（牵引侧）滤波原理非线性负荷一般可视为谐波电流源。h次谐波下，

2、系统、滤波器及非线性负荷的模型如下图。系统谐波电流和谐波电压分别为理想滤波器时，实际滤波效果取决于滤波器阻抗及系统阻抗的关系。二、交流滤波器的分类1按接入系统的方式，可分为串联和并联两种类型。串联滤波器串入系统调谐滤波器，利用L－C并联谐振来阻碍谐波进入系统基波下呈感性经受全部电流，绝缘水平要求高并联滤波器并入系统调谐滤波器，利用L－C串联谐振构成谐波通路基波下呈容性承受调谐的谐波电流和部分无功电流一般，并联滤波器性价比要好于串联滤波器。有时两者可混合使用。2按调谐锐度，可把并联滤波器分为调谐滤波器和阻尼滤波器两种调谐滤波器调谐在某一、二次较低

3、次谐波上，其中串联（等效）电阻很小，也称高Q（品质因数）滤波器。阻尼滤波器在某一宽频带上呈现低阻抗（如高通阻尼滤波器），其（等效）电阻较大，也称低Q滤波器。3按阶数可把并联滤波器中的阻尼滤波器分为一阶、二阶和三阶等阻尼滤波器。重点讨论并联滤波器。三、常用滤波器及其特性1调谐滤波器单调谐滤波器忽略电阻，相对阻频特性为其中为单调谐支路的固有频率双调谐滤波器2阻尼滤波器常见的有一阶阻尼和二阶阻尼型两种.一阶阻尼滤波器二阶阻尼滤波器三阶阻尼滤波器三阶阻尼滤波器C型滤波器调谐滤波器比阻尼滤波器对元件参数精度要求高。元件参数变化及电网频率偏移都会使调谐滤波

4、器失谐。设计时，需要在谐振点上向感性区做适当偏移。为加强滤波效果，最经济有效的方法是对电气化铁道，采用3次、5次和7次单调谐滤波装置。负序在电力系统中所造成的不良影响，如额外占用系统及设备容量，造成附加网损，引起系统电压不对称，降低发电机和电动机出力等。为使电力系统经济运行和提高电能质量，尽可能降低负序是十分必要的。降低负序影响的措施理论依据由负序电流的一般表达式来观察负序的合成特性：可见，在各种负荷条件不变的情况下，只要合理安排负荷所在的端口，就能最大程度的使构成负序电流的各分量互相抵消，从而减少总的负序电流。抑制负序主要措施平衡接线变压器换

5、相连接并联补偿同相供电1平衡接线牵引变压器比较常用的是Scott接线牵引变压器。其他三相－两相平衡接线牵引变压器，如接线、LeBlanc接线、Wood-Bridge接线等很少用到。DABCScott接线变压器底（M）座绕组原边接入电力系统AB相（线电压），高（T）座绕组原边一端接底绕组的中点D，另一端接入C相。DABC牵引变电所换相联接为整体减轻进入电力系统的负序分量，电气化区段的各种接线的牵引变电所几乎无一例外地实行换相联接，即轮换接入电力系统的不同相。大量实践证明，牵引变电所换相联接对减少电气化铁道对电力系统的负序影响是十分有效的。牵引变电

6、所换相连接的基本要求各变电所单相牵引负荷轮换接入电力系统不同相，使电力系统三相负载对称。两个相邻牵引变电所的相邻供电分区同相，便于越区供电（纯单相变电所除外）。接触网分相绝缘器承受电压不超过网压。（三相牵引变电所换相时要考虑重臂负荷安排在超前相）1单相牵引变电所换相连接方案1：由3台单相变构成相别循环电分相上承受电压为方案2：由6台单相变构成相别循环电分相上承受电压为2Vv接线变压器换相连接（1）单相Vv相别循环3三相YNd11牵引变电所换相连接(C)(A)(B)(c)(b)(a)YNd11牵引变压器展开图如下接线规则：按照给定供电臂相序次边：

7、(c)端子接轨地；(a)端子接“+”电压供电臂；(b)端子接“-”电压供电臂。原边：按YNd11牵引变压器接线展开图完成原边接线方法：先画出展开图，绕组定向，电压均为网地，相别正负分别对应，可确定绕组上电压相别，再根据原次边绕组对应画出原边接线图。牵引变电所的并联补偿1臂负荷（变电所）功率因数的提高下面以臂负荷功率因数的提高为例说明并联电容补偿的相关计算。考虑如图所示变电所的一个供电臂，电压、负荷电流和功率因数分别为、和。若将供电臂功率因数提高到，计算所需投放分补偿容量。以为参考相量做相量图和功率图。求得需补偿的容量为2功率损失的减少供电系统

8、在牵引端口的三角接等效电路如图中方框内的部分所示，其中为归算到牵引端口的三相系统短路阻抗与牵引变压器等值阻抗之和，且。则当三相负荷对称时，由于负荷电流