电气化铁路的谐波标准问题.doc

电气化铁路的谐波标准问题 【摘要】　介绍了国内电气化铁路的概况以及对电网谐波干扰造成的危害。指出谐波国标《电能质量　公用电网谐波》(GB/T14549-93)用于电气化铁路存在的问题，并以实例用不同算法求出谐波电流限值作对比说明。对如何解决电气化铁路谐波标准提出建议。??? 【关键词】　电气化铁路　谐波　标准 Problems on Harmonics Standard for Electrified Railway Abstract　The paper introduces the general situation of elect rified railway in China, and the harmful effects of harmonics disturbance on sys tem operations. The paper points out problems of the national harmonics standard on electrified railway, compares harmonics current limits derived by different agorithm. The paper also presents proposals on harmonics standard.Key words　electrified railway　harmonics　standard 1　问题的由来 改革开放以来我国电气化铁路(以下简称电铁)获得迅速发展。目前全国电铁通车里程已逾万里，遍及18个省(自治区、直辖市)电网。 电力机车整流负荷中含有较大的谐波，由于滤波措施不得力，电铁大量谐波注入公用电网。据不完全统计，自电铁投运30多年来，其谐波和负序已引发200MW发电机跳闸，山西、河南和贵州等省电网大面积停电或系统解列，电网产生局部谐振，网损明显加大，发电机转子损坏，继电保护和自动装置非正常频繁启动，用户电动机和电容器大量烧坏或不能正常运行，小火电厂不能就近并网等一系列危害，使国民经济蒙受了巨大的损失。随着电铁运量增加和向东部发达地区扩展，如电铁谐波仍不能得到及时治理，其产生的危害将会更加严重，对此应有足够的估计。 关于电铁的谐波标准，一直是电力和铁道2大部门争论的焦点。电铁谐波实际上长期处于失控状态。几乎每个电铁工程均引发了谐波标准的争议，为此国家计委委托中国国际工程咨询公司协调此事。1997年5月成立了专家工作组(由电力、铁道2部及一些高等院校的专家、教授组成)，在中咨公司的领导下开展工作已达1年多，尚未得出结果。本文试图结合对国外有关标准的介绍，指出谐波国标用于电铁的问题，并以电铁南昆线和京广线上6个牵引站作为计算实例，提出确定电铁谐波限值计算方法，希望能为解决此问题起抛砖引玉的作用。 2　国外的有关情况 从收集到的英国、加拿大、新西兰、澳大利亚、美国、南非等国家和地区的有关标准［1～8］可以看出： (1)目前电气化铁路的谐波问题已经普遍受到各国的关注。在电铁规划设计阶段，均应作为一个必须认真对待的技术问题。 (2)电铁的谐波限值一般服从各国电力部门制定的谐波标准，铁路部门努力采取措施，力求达到要求。 (3)针对电铁的特点，各国在贯彻标准上有不同的做法。例如，英国制定了专门工程导则(P.24)，对电铁负荷的取法及波形作出规定；有些国家对电铁谐波标准作些弹性处理。对于110kV及以上系统，电压总畸变率不超过3%，单次谐波不超过1%(这里是否包括背景谐波似乎不太一致)；有的国家按本国谐波国标执行。 3　谐波国标用于电铁的问题 GB/T14549-93《电能质量　公用电网谐波》是在总结执行原水电部《电力系统谐波管理暂行规定》(SD126-84)的经验，系统地研究了标准的有关问题，结合国情，吸收国外谐波标准研究成果的基础上提出的，作为推荐性国家标准，于1994年3月实施。实际上，此标准为国内唯一的公用电网谐波标准，经《电力法》规定为保证电能质量的依据(当然只限于谐波指标)之后，就带有权威性，因此应当严肃执行。但是必须指出： (1)从总体上讲，电网谐波水平是由各级谐波电压来表征的(即各次谐波电压含有率和电压总谐波畸变率)。尽管国际上对此尚未统一，但在《谐波国标》制定中已作过大量调研和论证，不应任意变动(如果要变动，也应立修订计划)。电铁作为公用电网的一个用户，必须以此规定为出发点来分配应得的谐波指标。 (2)《谐波国标》中其它规定的内容(例如有关电流分配的计算，谐波合成计算，测量仪器和测量方法等)在国外有的标准中干脆不写，有的标准中为了执行方便起见也写上，但很原则，难以概括在实际执行中遇到的种种问题。国标就是采用了后一种写法，实际上也遗留很多问题，通过近几年的执行，也发