高速牵引供电系统建模及其运行参数对电网谐波的影响

本文在对牵引供电系统中交直交机车运行原理分析的基础上,建立了以有功功率、功率因素、直流侧电压3个指标作为参考的CRH380B型机车简化模型,并采用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网牵引负荷联合仿真模型,通过仿真分析了运行参数AT变压器漏抗、外部电源容量(电网容量)、牵引变压器容量对电网电流谐波的影响。仿真结果表明,AT变压器漏抗、牵引变压器容量对电网电流谐波有影响较大,而外部电源容量对电网电流谐波的影响较小。     

基于滤波绕组的牵引变压器谐波抑制技术∗

电力机车牵引变压器为单相变压器,将来自接触网的25kV 高压电转换为合适的电压供给牵引电机及其他 负载.在交-直-交机车交流传动系统中,四象限变流器产生的高次谐波严重影响了铁路牵引电网的供电质量.介绍了一种高次谐波抑制技术,在变压器网侧滤除某特定次谐波.通过实例,介绍了变压器二次侧滤波绕组的结构及零阻抗 设计方法,并提供了滤除700Hz高次谐波的 L-C滤波元件参数计算方法.该技术主要特点是滤波效果不受负载运行工况影响,动态滤波效果好,滤波设备简单.     

牵引变压器空载谐波电流特性分析

当牵引供电系统处于空载或是轻负载时段时,牵引变压器成为了供电系统中最主要的谐波源。为了能够更好地理解牵引供电系统的空载谐波影响,有必要对牵引变压器空载谐波电流特性进行深入分析。本文测量了牵引变压器空载谐波电流,分析了牵引变压器空载谐波电流分布特性,并对东光变电所牵引变压器的质量进行了评估。     

电气铁道三类牵引变压器输入电力系统的不平衡谐波分析

本文通过对电气铁道了Y/Δ-11和V/V牵引变压器三相不对称运行和T接(scott)牵引变压器两相负荷不平衡运行的谐波分析,提出了电气铁道输入电力系统不平衡谐波的序谐波和线谐波电流概念并对上述3种牵引变压器进行了计算。(输入系统的负序(基波)电流用谐波电流统一公式计算)。讨论了各次线谐波和序谐波电流以及负序(基波)电流随供电臂机车电流的变化规律。 文中对上述3种牵引变压器输入系统各次谐波电流的特点和负序(基波)电流的大小作了比较。并将国内外其它几种牵引变压器等效为上述Y/Δ-11或T接牵引变压器,以便利用所述公式计算它们输入电力系统的不平衡谐波。     

动车组不分闸过分相时牵引变压器差动保护误动分析

我国高速铁路动车组在通过电分相时采用地面开关式自动过分相方式.以往的试验统计数据显示,在机车通过电分相时,由于地面开关的切换将产生高达负荷电流6倍的冲击电流.对机车不分闸过分相时冲击电流的产生机理进行了理论分析,指出机车主变压器励磁涌流与负荷电流的叠加是造成冲击电流产生的原因.通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性.结合仿真试验对牵引变压器差动保护误动原因进行了分析,发现牵引变压器电流互感器饱和是造成的差动保护二次谐波制动失效的原因.     

轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器谐波电流的分析(上)

分析了轴向分裂式牵引整流变压器绕组中的谐波电流 ,提出了抑制负载不平衡产生的非特征谐波残余分量的条件 ,对实际运行时网侧绕组中的谐波电流进行了分析 ,最后提出了牵引整流变压器为抑制谐波电流的不可缺少的技术要求。     

轴向双分裂式12脉波牵引流变压器谐波电流的分析（上）

分析了轴向分裂式牵引整流变压器绕组中的谐波电流,提出了抑制负载不平衡产生的非特征谐波残余分量的条件,对实际运行时网络侧绕组中的谐波电流者了分析,最后提出了牵引整流变压器为抑制谐波电流的不可缺少的技术要求。     

磁集成式LCL滤波器在牵引网高次谐波抑制中的应用

为抑制机车牵引变流器流入牵引网的高次谐波,减少滤波器占用机车的空间,提出一种磁集成式LCL滤波器新方案。为抑制LCL滤波器固有谐振尖峰,提出一种基于无电容电流传感器的有源阻尼瞬态直接电流控制方法;针对LCL滤波器占用空间过大的问题,将牵引绕组端口电感用作第一电感,通过磁集成技术将第二电感集成到牵引主变压器中以减少空心电抗器占用空间;通过Ansoft和MATLAB软件对采用磁集成式LCL滤波器的牵引传动系统进行场路耦合仿真。仿真与实验结果表明,磁集成式LCL滤波器不仅能够有效抑制机车注入牵引网的高次谐波,而且克服了传统LCL滤波器占用空间大的缺点。     

基于YN-vd接线变压器的新型同相牵引供电系统

提出了由一种YN-vd接线平衡变压器和平衡变换装置BCD(Balance Converting Device)构成的铁道牵引系统同相供电方案.平衡变换装置由2个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器2个副边绕组的不平衡电流.无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性.     

交流牵引电机绕组绝缘状态检测方法的研究

针对铁路机务部门,为了实现利用车载DC110 V电源对机车牵引电机进行快速、准确的检测,判断出故障源并及时的排除故障,保证机车车辆的通畅运营。通过对交流牵引电机的故障机理和诊断方法的研究,提出了一种通过单片机对牵引电机响应电流上升时间的测取来判断交流牵引电机绕组绝缘状态的检测方法。并通过对脉冲变压器的设计,来满足不同的牵引电机对检测电压的要求。从而达到减少铁路机务部门相关人员的工作强度。     

单相电路谐波抑制技术的研究

通过分析变压器负载侧和控制侧的谐波电流对电源电流的影响,提出一种新的谐波抑制方案--基于变压器磁路控制的谐波抑制技术.在传统电力变压器上附加控制绕组,通过控制绕组注入相应的谐波电流,抑制负载绕组弓l起的谐波,从而使变压器原边电流不含相应的谐波.该方案使变压器在电网中不仅起电能传输和变压的作用,并且可用于电能质量控制.理论分析和仿真研究验证了该方法的有效性.     

外界条件对开关电源的电流谐波影响分析

主要讨论电源产品外部条件对产品电流谐波的影响,特别是输入电压和输出负载对产品电流谐波的影响。通过理论分析可知,低输入电压对电源电流谐波有改善,同时高负载量相对低负载量,电源电流谐波会好很多。以一个800 W样机为例,针对输入电压和负载变化对输入电流谐波进行测试,实验结果验证了理论分析的正确性。其测试结果也可为现场应用技术人员提供参考。     

自耦变压器供电方式的电牵引供电系统中的机车驱动谐波污染仿真研究

为了减少电气化铁路对其沿线的通信系统造成的干扰，电牵引供电系统可以采用自耦变压器供电方式。本文分析了此系统中的机车驱动谐波污染情况，建立了SS4型电力机车、牵引网及牵引变电所的模型，并通过MATLAB仿真计算出在多机条件下电力机车、牵引网及牵引变电所中的谐波电流及其谐波含量。     

计及网压波动的牵引传动系统间谐波传播机理研究

随着多台电力机车同时投入运行后牵引供电系统出现电压波动现象,其在牵引传动系统中的传播特性是当前的研究热点.首先推导了间谐波在牵引传动系统中的传播机理,并分析了定子间谐波电流频谱与负载转矩间的对应关系;其次研究了间谐波传播下牵引电机电流间谐波辨识方法;随后基于瞬态电流控制策略、磁场定向的矢量控制策略搭建电力机车牵引传动系...     

高速铁路高通滤波器接入位置研究

目前我国高速铁路普遍采用高通滤波器来抑制牵引网谐振及机车谐波电流放大现象,但是研究多局限于高通滤波器的改进上,忽视了滤波器接入位置对谐波抑制及电流放大倍数的影响。推导了高通滤波器接入高速铁路不同位置时,由牵引变电所处看进去的牵引供电系统谐波阻抗及电流放大倍数的数学表达式。在此基础上讨论了牵引供电系统谐波阻抗模值、谐振频率点及电流放大倍数在高通滤波器接入牵引网不同位置时与高通滤波器种类、机车所在位置的关系。研究表明,高通滤波器接入机车时有最好的谐波抑制效果与最小的电流放大倍数。     

电铁牵引站V/V牵引变压器注入系统的谐波和负序分析

为了分析牵引供电系统产生的谐波和负序电流所造成的影响,建立了基于PSCAD/EMTDC的典型牵引供电系统和公用电网的模型。在V/V接线形式的牵引变压器下,分析两供电臂机车不同台数运行方式下产生的谐波和负序的影响。     

基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析

针对牵引供电系统供电拓扑结构复杂、系统等效阻抗难以精确计算等特点,提出基于电容器投切法的谐波阻抗测试方法。并联电容器开关闭合的过程可以等效为一个谐波源向系统注入谐波电流,基于此建立了阻抗测试系统用于处理拓扑结构特殊的牵引供电系统,该阻抗测试系统由27.5 kV/380 V的变压器、电容器、开关和负载阻抗组成。考虑到现场测量中存在背景谐波、噪声等干扰,利用波动量法和小波分层算法对采集信号进行处理。基于Simulink仿真平台搭建牵引供电系统阻抗测量模型,仿真及误差分析结果验证了所提方法能有效地测量牵引供电系统的谐波阻抗。     

基于车网耦合下的机车牵引变流器输出电流频谱移动现象研究

传统研究认为,牵引网谐振是由于机车或动车组所产生的特征次频谱与牵引网谐振频率点相等或接近造成的,但实际线路运行表明,在机车非特征次频谱范围内也多次发生牵引网谐振现象。该文基于机车瞬态电流控制算法下的机车电流谐波特性,给出在谐波环境下体现车网时变循环作用的数学表达式,分析牵引网由于高次谐波发生谐振时畸变的网压作用于机车整流器脉宽调制过程和机车输出电流,机车输出电流又反作用于网压的交互作用过程,使机车输出电流主要频谱分布趋势会随着牵引网谐振频率的变化向谐振点附近移动。基于仿真和实测数据,通过车网耦合下机车输出电流主要频谱从机车特征次频谱向牵引网谐振点附近移动的现象验证理论分析的正确性。     

电气化铁道负序、谐波及无功电流实时检测

电气化铁道牵引机车的单相非线性,导致供电系统含有大量负序、谐波及无功电流。基于有源滤波器补偿的电气化铁道牵引供电系统,关键是补偿电流的检测。检测方法影响补偿的内容及结果的精确性及实时性。根据瞬时无功功率理论,提出一种能综合补偿电气化铁道牵引供电系统负序、谐波和无功电流的检测方法。该方法通过无延时的两相虚拟,不存在相序延迟,能检测出系统中含有的谐波及无功电流,通过平衡变换原理,能检测出负序电流。同时该检测方法的应用不受平衡变压器限制。通过综合补偿理论分析和仿真结果证明,该检测方法具有实时性好、检测精度高的特点。     

三相不平衡系统谐波传输特性及其抑制

以Yd11牵引变压器为例分析了不平衡电力系统多谐波源的传输特性,测试4种不同负载接入方式以揭示多谐波源之间的相互作用。采用4种不同的单相无源滤波器接入方案来补偿不平衡的谐波成分,得出当无源滤波器与非线性负载位于相同变电所同一相时具有最好的滤波效果,滤波后系统电流总谐波畸变率平均为4．2％,当滤波器与非线性负载位于不同变电所,在相同相时具有较好的滤波效果,补偿后系统电流总谐波畸变率平均为5．3％,但在不同相时会不同程度地放大谐波。