铝厂供配电系统谐波电流放大问题研究及解决方案

通过对某铝厂供配电系统的电能质量测试评估,发现该铝厂供配电系统10kV总进线存在谐波电流放大问题.借助Matlab建立供配电系统仿真模型,研究谐波电流放大的原因.研究结果揭示了由于配电系统中滤波器组合运行方式不当,使得滤波器与系统阻抗发生并联谐振造成谐波电流放大,最后基于以上研究提出了解决方案.     

新型双边供电系统谐波谐振特性分析

为研究双边供电系统的谐波谐振发生机理,介绍了一种在牵引馈线串接电抗器的新型双边供电系统的结构与工作原理,通过建立系统谐波沿牵引网传输的数学模型,分析了系统谐振发生机理,通过搭建系统仿真模型,研究了在不同条件下新型双边供电系统的阻抗频率特性以及高次谐波电流在牵引网中的传输特性。分析结果表明,牵引网长度越长,新型双边供电系统的谐振频率越小;当注入与系统谐振频率相近的谐波电流时,系统将发生谐振现象,谐波电流向两侧牵引变电所传输过程中均发生严重放大。     

谐波放大对配电电缆的损耗影响分析及谐波抑制技术研究

以配电电缆为研究对象,基于电路理论建立电缆的单位等效电路,计算了配电电缆的等效电路参数,建立了配电电缆的谐波阻抗模型,分析了电缆漏电容对谐波电流的放大机理,利用Matlab仿真得到了谐波电流放大倍数随电缆长度和谐波次数的变化曲线,从曲线可以得出,曲线的极值点即为并联谐振点;分析了谐波电流放大下的电缆损耗,从电阻损耗和介质损耗两方面展开分析,考虑了谐波电流下的趋肤效应和邻近效应;最后,分析了适合配电电缆系统的谐波抑制方案。本文对配电电缆的谐波阻抗模型和谐波电流放大机理的分析对于避免电缆线路发生谐振有一定的指导意义。     

车网耦合系统谐波谐振特性研究

交直交机车产生的高次谐波容易在牵引网上引起谐波谐振,导致牵引网上电压升高,影响到电力机车的正常运行.文章利用实测谐波电流数据推导机车谐波电流源,在 MATLAB/SIMULINK平台上搭建车网耦合系统模型,基于阻抗分析车网耦合系统谐振机理及放大特性,进一步研究了不同因素对车网耦合系统谐波谐振的影响规律.结果表明, 短路容量、机车位置、供电臂长度等因素改变对车网耦合系统谐波谐振特性影响显著,可为谐波谐振抑制提供参考。     

考虑滤波器的牵引供电系统谐波模型及应用

高速铁路系统中的交-直机车和交直交机车混跑产生的高次谐波可能会引起牵引网谐振和谐波电流放大,影响高速铁路高速、重载的发展。针对目前高速铁路中的高次谐波谐振和谐波电流放大现象,对谐波电流的放大倍数进行理论推导。首次从数学公式方面推导了考虑滤波器在内的牵引供电系统的谐波模型。基于此模型以牵引网的谐波总畸变率为优化标准,10%畸变率为优化目标,对牵引供电系统中新型阻波高通滤波器接入在首端和末端的参数选择进行优化,提出一种有效选取滤波器参数的方法。研究结果表明滤波器电阻值选取较小时,对滤波器容量的要求越大。     

高速电气化铁路新型电能质量补偿系统

针对高速电气化铁路牵引供电系统面临的谐波电流含量高且较分散、负序电流大的电能质量问题,建立一种新型电能质量补偿系统。该系统主要由电气化铁路功率调节器、两组晶闸管控制电抗器和两组晶闸管控制3次滤波器组成,其中电气化铁路功率调节器只用来转移有功功率和治理部分谐波,3次滤波器用于滤除3次谐波和改变供电臂电流相角,电抗器也用来改变供电臂电流相角。该系统以最小的有源容量和较低的成本进行谐波抑制和负序电流补偿。本文在阐述其工作原理的基础上,建立了其基波域和谐波域的统一等效电气模型,并深入研究了其负序补偿和谐波抑制原理,分析了电气化铁路功率调节器最佳容量选取的原则,同时还对整个系统的谐振特性进行了分析,并模拟京沪高速电气化铁路实际供电系统进行了仿真,仿真结果验证了本文研究内容的正确性和有效性。     

钢铁企业35/10kV变电所10kV母线滤波补偿装置改造设计

钢铁企业供配电系统中存在大量高次谐波,除来自供配电系统外,其主要还来源于非线性用电设备,如变流装置和电弧炉等。非线性用电设备引起供配电系统电压波形畸变,即有谐波电流产生。供配电系统存在高次谐波造成多方面的危害和影响,因此对钢铁企业变电所的滤波补偿装置进行升级改造,以满足生产需求。根据实测数据结构对新设计的滤波补偿装置进行校验与仿真,最终新的滤波补偿装置满足设计要求,达到预期结果。     

基于阻波高通滤波器的高速铁路谐振抑制方案

高速铁路系统中交直交机车产生的高次谐波可能会引发牵引网谐振和谐波电流放大,严重影响高速机车的安全稳定运行。分析了牵引网谐振的引发机制,针对高速铁路系统提出一种可滤除高次谐波和抑制谐振的新型阻波高通滤波器。该阻波高通滤波器由电容器和电抗器并联后,再与电阻串联构成。在工频下,该阻波高通滤波器为开路状态,阻止工频电流流过;在高频下,该阻波高通滤波器呈现低阻抗,具有高通性。试验结果表明,所提高通滤波器在工频下具有极高阻抗;在高频下呈现低阻抗,可滤除高次谐波,抑制牵引网谐振。     

高速铁路贯通供电系统及其谐波特性研究

针对电气化铁道牵引供电系统存在的负序、谐波、无功及机车过电分相问题,提出了新型的基于三/单相交直交变换器的贯通供电系统,与同相供电系统相比,能彻底取消电分相,实现电气化铁路内部的同相联网,消除或大大减轻对电力系统的电能质量影响.在贯通供电系统下,本文建立了牵引网-机车联合仿真模型,验证了方案的可行性,并分析了CRH5动车组的谐波特性,为抑制牵引网谐波电流放大,避免车网系统谐波谐振提供了理论依据.     

薄弱电网地区电气化铁路谐波谐振研究*

针对广大薄弱电网地区的电气化铁路可能出现的谐波放大等问题进行了谐波谐振研究,建立了"外部薄弱电网—牵引变压器—牵引网—牵引负荷"谐波模型;应用模态分析法对系统谐振进行分析.结果表明,薄弱电网下的牵引供电系统产生了有别于普通牵引供电系统的新谐振现象,即除了系统原有的3个谐振点,还形成了多个广泛分布的由3个相邻谐振点组成的谐振带,为研究薄弱电网地区电气化铁路的谐波谐振问题提供了参考.