諧波抑制方法電氣化鐵路論文_精選

1、 精編范文 諧波抑制方法電氣化鐵路論文溫馨提示：本文是筆者精心整理編制而成，有很強(qiáng)的的實用性和參考性，下載完成后可以直接編輯，并根據(jù)自己的需求進(jìn)行修改套用。諧波抑制方法電氣化鐵路論文 本文關(guān)鍵詞：電氣化鐵路, 諧波, 抑制, 方法, 論文諧波抑制方法電氣化鐵路論文 本文簡介：摘要：諧波產(chǎn)生的危害也越來越受到重視, 必須及時采取科學(xué)合理的措施抑制諧波對供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的危害, 才能夠確保安全穩(wěn)定的運行電力設(shè)備。分析諧波產(chǎn)生的因素和原理, 并提出幾種諧波的抑制措施。關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；諧波；抑制。1引言電氣化鐵路在運作過程中會產(chǎn)生諧波, 對周圍的供電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備用電產(chǎn)生一定程度的影響。諧諧波抑制方法電氣

2、化鐵路論文 本文內(nèi)容：摘要：諧波產(chǎn)生的危害也越來越受到重視, 必須及時采取科學(xué)合理的措施抑制諧波對供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的危害, 才能夠確保安全穩(wěn)定的運行電力設(shè)備。分析諧波產(chǎn)生的因素和原理, 并提出幾種諧波的抑制措施。關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；諧波；抑制。1引言電氣化鐵路在運作過程中會產(chǎn)生諧波, 對周圍的供電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備用電產(chǎn)生一定程度的影響。諧波問題危害的對象主要是機(jī)車供電系統(tǒng)和周圍的用電設(shè)備等。供電系統(tǒng)的牽引網(wǎng)是直接的傳輸介質(zhì), 主要的危害就是諧波電流使設(shè)備在過載的情況下工作, 最終導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)的電流不穩(wěn)定情況下過度損耗供電設(shè)備。電力牽引供電系統(tǒng)通常有直流制和交流制兩種方式, 其中交流制又有分工頻單相交流制

3、和低頻單相交流制兩種形式1。根據(jù)我國的實際情況, 鐵路牽引供電一般采用單相工頻交流制供電。諧波通常被稱為高次諧波, 是基波電量的整數(shù)倍分量, 在實際的電氣化鐵路系統(tǒng)運行中一般會因為發(fā)生源或者時間的變化產(chǎn)生不同的諧波。2諧波的理論分析與治理措施非線性隨時間改變產(chǎn)生不同程度、不規(guī)律變化是電力機(jī)車負(fù)荷的基本屬性。不過這種不規(guī)律的負(fù)荷中產(chǎn)生的諧波也有一定的科學(xué)規(guī)律可循, 我們可以通過研究牽引網(wǎng)傳輸線的模型, 再根據(jù)科學(xué)的分析就可以將電力機(jī)車牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)中的模型用單位長度的形式等效出來, 然后將供電系統(tǒng)的模型簡化就可以詳細(xì)研究諧波在這種介質(zhì)中的傳輸特性, 為我們研究諧波的抑制措施提供科學(xué)合理依據(jù)?？梢?/p>

4、發(fā)現(xiàn)諧波作為波動性的物理現(xiàn)象它有一個初始相位角, 這個相位角范圍廣并且可以在周圍的任意的空間中出現(xiàn), 并且電力鐵路系統(tǒng)中的負(fù)荷諧波與負(fù)載也有一定的關(guān)系。電氣化鐵路的諧波危害通常是因為電力和電子設(shè)備在非線性的運行過程中產(chǎn)生的, 電氣化鐵路電網(wǎng)最主要的諧波發(fā)生源是整流電力機(jī)車。鐵路電力機(jī)車工作電流通常是周期性的非正弦波, 進(jìn)行傅立葉變換后得式（1）。（1）I0是直流分量, 是基波分量；In是第n次諧波電流分量；n是第n次諧波電流初始相位角。諧波電力系統(tǒng)造成的危害最直接的就是對系統(tǒng)中的部件以及其他用電設(shè)備造成損耗, 另一方面諧波從各種方面對鐵路系統(tǒng)周圍的電子信號造成干擾影響通信的質(zhì)量。具體的危害從以

5、下三個方面：（1）并聯(lián)諧振。當(dāng)諧波分量進(jìn)入電網(wǎng)以后, 因為電網(wǎng)本身的阻容, 會引起諧波在線路中的諧振, 諧波分量可能會被放大, 造成電力設(shè)備的故障甚至損壞。（2）對電力變壓器的危害。諧波分量流經(jīng)變壓器會造成額外的鐵損和銅損, 從而導(dǎo)致變壓器溫升加大, 容量降低, 使得影響變壓器的工作效率, 結(jié)果導(dǎo)致變壓器局部溫度過高。同時諧波會使電容器和電力電纜等電力設(shè)備過載過熱, 從而造成絕緣加速老化、使用壽命降低嚴(yán)重者直接造成設(shè)備的損壞。（3）對控制系統(tǒng)造成干擾?？刂葡到y(tǒng)通過軌道電路從機(jī)車和路面?zhèn)鞲衅鞑杉盘? 然后對系統(tǒng)進(jìn)行控制。但是軌道同時也是機(jī)車電源的供電回路, 因此諧波和變壓器諧波都會對控制信號和

6、采集信號造成干擾, 可能會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)誤動作, 從而危及系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。3電氣化鐵路的諧波抑制策略與方法針對電氣化鐵路產(chǎn)生的諧波進(jìn)行治理通常可采用的方法有在受端上采取抑制處理措施、主動抑制處理諧波以及被動治理諧波三種。在受端上采取措施對諧波治理主要是增強(qiáng)設(shè)備或者電網(wǎng)的抗諧波干擾能力, 或者改善供電網(wǎng)絡(luò)使其更加合理化。3.1通過技術(shù)的提升與改進(jìn)主動抑制諧波根據(jù)諧波的特性主動去將諧波按照科學(xué)合理的方法降低或者消除掉。主動抑制這種處理方式理論上是要改變影響諧波產(chǎn)生或者放大的裝置或者設(shè)備的參數(shù), 更改變流裝置本身的相位數(shù), 或者針對上面探討過的諧波分量進(jìn)行治理, 如果要避免或者降低設(shè)備諧波分

7、量的產(chǎn)生, 具體的做法需要從諧波發(fā)生設(shè)備本身入手?？梢圆捎玫木唧w措施有研發(fā)新型整流設(shè)備, 使其諧波分量為零, 并且運行功率因數(shù)為1, 這種整流設(shè)備即是單位功率因數(shù)整流器。這種設(shè)備通過調(diào)整脈寬校正功率因數(shù)的整流電路, 已經(jīng)在開關(guān)電源等中小功率整流設(shè)備中推廣應(yīng)用。此外, 多脈沖整流電路也已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電解電源等大功率整流設(shè)備中。還可以通過改進(jìn)產(chǎn)生諧波源的設(shè)備治理諧波問題。3.2加裝濾波裝置對諧波進(jìn)行抑制或者消除（1）無源電力濾波器。無源電力濾波器（PPF）的主要作用就是消除掉諧波在供電網(wǎng)絡(luò)或者用電設(shè)備中產(chǎn)生的電流。無源濾波器造價低并且穩(wěn)定性比較高, 另一方面這種濾波器在具有高可靠性的同時結(jié)構(gòu)相對簡

8、便。無源電力濾波器是一種過濾消除電流的電子器件, 與普通的電子器件不同的是無源濾波器的結(jié)構(gòu)很特殊并且在起作用的時候是與諧波的發(fā)生源并聯(lián)的, 因為這樣的結(jié)構(gòu)特性可以將部分諧波產(chǎn)生的多余電流有效吸收消除從而降低諧波對電網(wǎng)的作用達(dá)到抑制的效果。但是無源濾波器的工作性能與電路的阻抗比有關(guān), 因此無源濾波器在實際的諧波治理應(yīng)用中也存在一定的缺點, 那就是無源濾波器容易受系統(tǒng)參數(shù)影響導(dǎo)致出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的情況, 并且無法有效地進(jìn)行無功補(bǔ)償導(dǎo)致調(diào)壓無法達(dá)到實際的需求, 此外就是當(dāng)諧波分量過大產(chǎn)生的電流會使得無源濾波器的壽命在一定程度上降低。（2）有源電力濾波器。有源電力濾波器（APF）相比于無源濾波器需要更加

9、成熟的電子技術(shù)支持才能廣泛的制造應(yīng)用。有源濾波器這種裝置設(shè)計的工作方式就是通過檢測得出受諧波影響的設(shè)備中產(chǎn)生的諧波電流數(shù)值, 然后由有源濾波器中的裝置產(chǎn)生一個相對應(yīng)的補(bǔ)償電流進(jìn)行補(bǔ)償, 從而達(dá)到準(zhǔn)確有效地將諧波消除或者治理的目的。有源電力濾波器與無源濾波器不同的是它作為電子集成設(shè)備將諧波抑制的同時進(jìn)行一種動態(tài)的補(bǔ)償。有源電力濾波器的優(yōu)勢在于進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償?shù)耐瑫r濾除其他的諧波還不會引發(fā)具有危害的諧振, 有源濾波器的工作電路原理如圖1所示。在電力機(jī)車上加裝有源濾波器, 通常來說需要更多設(shè)備和成本, 且難于實現(xiàn)。不過, 電力機(jī)車系統(tǒng)中的用電設(shè)備上的繞組是諧波發(fā)生來源之一, 如果將特定的有源濾波裝置安裝

10、在它的上面就可以有效地將諧波抑制, 安裝在源頭的濾波裝置具有針對性的同時還可以減少一定的成本, 不過這種做法通常需要科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計安裝才能達(dá)到明顯的諧波治理效果。綜合來說, 有源濾波器要比無源濾波器性能更優(yōu)、工作效率更高且更不容易遭受阻抗等不穩(wěn)定因素影響, 而且有源濾波器的響應(yīng)速度和控制性能十_大大降低, 同時剩余容量采用動態(tài)濾波, 最終使補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)變能力相對靜態(tài)濾波補(bǔ)償設(shè)備大大增加。從而使兩種濾波方式的優(yōu)點得到集中。因為高超的性價比, 此種方式越來越受到人們的關(guān)注。4結(jié)語電氣化鐵路作為諧波的重要發(fā)生源, 其產(chǎn)生的諧波與通常的諧波分量具有不一樣的特征, 更加大了其治理的難度。要有效治理電氣化鐵路諧波, 采取有效的抑制措施, 就必須對其進(jìn)行科學(xué)的分析和研究。從而能夠科學(xué)合理的降低, 甚至消除諧波的影響, 避免諧波造成的事故發(fā)生, 保障電氣化鐵路系統(tǒng)可靠地運行