电气化铁路电能质量问题及其综合治理

本文详细分析了电气化铁路存在的种种电能质量问题及其对电力系统的严重危害,简述了目前常见的几种治理方案并比较了各种方案的优劣并重点介绍了动态补偿装置在电气化铁路电能质量综合治理中的应用以及国内外学者在该领域取得的研究成果。基于京沪电气化铁路南翔牵引变电站电能质量治理工程建立仿真模型,给出工程预期治理效果。     

新型电气化铁路电能质量管理系统

为改善高速牵引系统电能质量及运行效率,提出一种新型电气化铁路电能质量管理系统。依托于常规背靠背电气化铁路电能质量治理装置,将回馈工况与牵引工况统一归入电能质量补偿范畴,解决了一次侧功率因数低、电流不平衡度高等基波电能质量问题。将机车回馈能量送至电网或其他机车利用,避免了使用能耗电阻引起的不必要损耗或增大投资安装储能装置。基于实测数据,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型。仿真结果表明,系统运行后三相电流不平衡度明显减小,功率因数有大幅提高,明显改善了一次侧的电能质量。同时,机车回馈工况下的能量可为其他牵引工况机车所利用,提高了系统运行效率。     

基于不对称接线平衡变压器的电气化铁路电能质量混合调节系统

针对电气化铁路电能质量调节系统存在的补偿容量大、系统造价高等问题,提出了一种由铁路功率调节器(RPC)和感应滤波变压器(IFRT)组成的混合补偿系统。IFRT二次侧滤波绕组可在低压侧对供电臂侧特定次谐波进行滤除,同时补偿无功功率,显著降低有源系统容量。首先,基于系统拓扑结构详细分析了电气化铁路电能质量混合调节系统(ACBT-HPQCS)的工作原理。然后,对某牵引变电所实测负荷数据进行分析,给出了滤波支路设计方法,并采用阻尼注入式无源控制方法对变流器进行控制。最后,分别对所提系统进行仿真及实验分析。结果表明,ACBT-HPQCS在显著降低有源系统容量的同时具有良好的电能质量治理效果。     

现代电气化铁路对电网电能质量影响及其治理

现代电气化铁路的单相供电、负荷冲击等特点,对电网电能质量的影响不可避免。阐述了现代电气化铁路对电网电能质量的主要影响,以及在铁路侧和电网侧对电能质量问题的治理措施,并比较了目前国外和国内的各种治理方案,指出静止无功补偿器(SVC)是目前较为可行的方案。     

电气化铁路电能质量监测平台设计

提出了一种基于分布式体系软件平台构建的分层、分布式电气化铁路电能质量监测平台.监测平台采用分布式结构设计,实行1对N管理,主要包括主站系统、分站系统和通信通道3个主要组成部分.监测平台对谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、功率因数等电能质量指标的监测,完全按照最新国家标准执行.检测方法可根据国标修订情况及时变更.监测平台采用嵌入式Internet技术,透明地支持多种通信方式.分站系统主要组成部分为电能质量监测仪,用于测量功率、电能和三相电能质量数据.包括谐波含量、暂态过程、电压跌落和突增、功率因数、冲击等.监测平台采用SQLServer 2000数据库管理系统.有USB通信接口,监测平台对操作员是开放的,监测点的扩展不受限制.电气化铁路电能质量监测平台已在胶济电气化铁路沿线电网中投入运行,现已涵盖了数个牵引变电站.     

湘黔线电气化铁路电能质量分析研究

通过对湘黔线进行电能质量测试,并对测试数据从电压水平、电压综合畸变率、电压不平衡度、谐波进行了分析,寻找了可能导致其出现的原因,给出解决的方案和措施。     

内昆电气化铁路电能质量测试

根据内昆铁路电能质量测试得出了电铁牵引负荷的特点，提出了对应的治理措施。     

电气化铁路鹰南站电能质量分析研究

针对电气化铁路负荷所产生的电能质量问题日益严重,首先对电气化铁路鹰潭南站的电能质量进行实地测量,其次将测量所得到的数据根据国家相关标准进行分析和研究,最后分析这些电能质量问题产生原因,并结合我国实际情况开展对提出无功、谐波、负序的综合治理措施。     

电气化铁路牵引变压器的选择

为降低电铁负荷对电网的影响,采用合理的牵引变压器型式将能有效解决该问题.介绍了电气化铁路牵引变压器的工作原理,从技术和经济性两方面对江苏常用的阻抗匹配平衡变压器和V,v接线变压器2种牵引变压器进行了综合比较分析,提出了应用建议,可供电铁牵引变压器的选择参考.     

阻抗匹配平衡变压器电能质量评估计算的匝数比分析

针对阻抗匹配平衡变压器结构因与电力系统传统使用的三相变压器结构不同而导致的对匝数比取值问题的误解,通过对阻抗匹配平衡变压器接线方式、绕阻布置、阻抗设计等方面的分析,得出其匝数比应取√8,并分析了匝数比取值缪误对牵引变电站接入电网的电能质量评估的影响.     

一种混合型电气化铁道电能质量综合治理系统及其容量分析

为应对电气化铁道供电系统电能质量问题,提出了一种能适用于平衡牵引变压器的混合型电气化铁道电能质量综合治理系统(H-RPQIS)。分析了该系统有源部分的端口电压特性,给出了LC耦合支路的参数设计方法,并将其与传统铁路功率调节器(RPC)进行了容量对比分析。分析结果指出在同等补偿电流下H-RPQIS有源部分的补偿容量大幅低于RPC系统。结合某40 MV·A牵引变电所的实测数据对系统进行了仿真研究,结果显示H-RPQIS有源部分的补偿容量约为RPC的20%~30%,验证了H-RPQIS的补偿效果及容量分析的正确性。     

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.     

基于MapX组件的电能质量管理系统

提出一种以MapX组件为地理信息系统(GIS)的开发平台,Visual Basic 6.0为系统前台开发工具,集GIS、Mapinfo、空间数据库为一体的电能质量信息管理系统,对其软件的实现进行了分析描述。运用可视化的GIS信息技术,结合电网或输电线路的地理分布信息实时反映电能质量各项指标参数情况,可使电力部门及时、详细、精确地掌握电力系统电网的电能质量状况,正确、合理地评估电网的电能质量水平。该方法基于MapX组件平台开发,配备富有表现力的地图信息,实施空间数据与属性数据的一体化存储与管理。     

基于FPGA的电能质量监测系统

依据电力测试的实际需求,提出了基于FPGA的电能质量监测系统。通过以下几方面对系统的性能进行优化:数据采集模块与数据处理模块之间增加双向存储器,传感器与信号调理电路增加磁耦隔离器,应用FFT算法对谐波进行分析,通过锁相倍频实时调整采集频率。实验验证了系统具有较高的测量精度、实时性、稳定性、可行性。     

阻抗匹配平衡变压器的应用

电力牵引负荷是电力系统的一种重要负荷,以单相工频交流电作为牵引动力的电气化铁路,由于自身的工作特点,会使三相供电系统处于不对称运行状态,在系统中引起负序电流,使电力系统的运行受到影响。采用阻抗匹配变压器可有效地解决这一问题。介绍了阻抗匹配平衡变压器的一般原理,对YN／△接线三相变两相阻抗匹配平衡变压器的电压、电流关系及电气化牵引变电所变压器差动保护的实现方法进行了推导,指出了阻抗匹配平衡变压器的一些特点。现场运行表明其适合于在电气化铁路的电力线路上使用。     

电气化铁路对电力系统的影响

电气化铁路作为电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、不对称和波动性的特点。该文以斯考特变压器的供电系统为例,分析了注入系统的不平衡谐波,介绍了其对电力系统的危害,并提出了一些应对措施;针对电铁负荷功率因数较低的现象,分析了无功补偿的必要性以及目前存在的问题和解决措施。通过分析表明可以把电铁对电力系统的影响降到最低。     

基于三相-单相电力电子变压器的牵引供电系统负载不平衡、无功和谐波潮流分析

将三相-单相电力电子变压器应用于贯通式同相供电系统,对比计算了传统变压器、电力电子变压器的单相侧和三相侧之间负载不平衡、无功和谐波的潮流关系。基于三电平电路研究了隔离DC-DC变换器和多模块级联整流器的控制方法:整流器采用有功无功解耦控制,实现了三相网侧单位功率因数运行;隔离DCDC变换器采用双边三电平控制,减小了流过中频变压器电感电流有效值。仿真和实验结果验证了基于三相-单相电力电子变压器的贯通式同相供电系统可有效消除负载不平衡、无功和谐波对三相电网电能质量的不良影响,系统动静态性能良好。     

平衡牵引变压器电磁平衡关系分析

通过对平衡变压器磁势、电流、电势、功率平衡关系分析和推导 ,结合YN、A接线平衡变压器科研课题的研究 ,论述了平衡牵引变压器基本原理。     

基于开关复用型子模块的电力电子变压器及其控制策略

直流配电系统一般采用双极性供电形式,其中真双极接线形式在故障工况下正、负极可单独运行,但成本较高,适用于对可靠性要求较高的场合。为实现电力电子变压器在真双极接线形式的直流配电系统中的应用并有效降低装置成本,文中提出了一种基于开关复用型子模块的电力电子变压器拓扑,并对其工作原理和控制策略进行分析。所提电力电子变压器控制包括低压端口电压控制和电压均衡控制,电压均衡控制器和低压端口电压控制器相互解耦,方便独立设计。相比传统真双极接线形式,所提子模块中双有源桥和电压均衡电路之间功率开关实现了有效复用,能够有效降低系统成本,提高功率密度。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。