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地铁直流牵引供电的谐波及对策 ◇邱小梅 (北京城建设计研究总院) 摘要铁道电气化的谐波问题是人们很早就关注的领域。为适应地铁车辆直流牵引， 在牵引变电所均设置牵引整流设备。整流设备的使用，必然产生谐波电流，牵引供电系统 的谐波问题是不容忽视的。 1地铁牵引供电系统介绍 500 V，广州、上海等用直流1 V，直流牵引的最 目前我国的地铁车辆均为直流牵引，北京用直流750 大优点是很好的解决了地铁车辆的调速问题。北京早期的地铁车辆电动机的功率较小，牵引变电所的容 800 量只有2×1 kVA。而现在设计的地铁车辆宽大并且增加了空调设备，所以机车电机功率增大很多， 致使整流变压器容量加大，如上海明珠二期每座牵引变电所变压器容量为2x3300kVA～2× 4000 kVA，比北京早期地铁变电所容量增大约一倍。地铁列车一般为6节车(4动车加2拖车)编组，每 km～3 节动车上装4台180kW电动机。由于直流负荷很大，因此地铁沿线每隔2 km要设置一座牵引变 电所。大量牵引供电设备接入电网，其产生的高次谐波对电网的影响是我们非常关注的。 2 牵引变电所整流机组的发展过程 2．1我国第一条地铁线路——北京地铁一号线1965年开始施工建设。因没有谐波值的具体要求，所以 变电所设备的要求仅以防火(无油产品)为主。沈阳变压器厂研制生产了真空浸漆筒式线圈的干式整流 800 A，反向 变压器，它采用△／△接线，容量为1 kVA，配用硅半导体整流器(当时硅管的额定电流仅200 V)。通过硅元件的串并联组成三相桥式(6脉波)整流电路。在20世纪70年代，这已是 峰值电压为500 最好的牵引整流设备。． 2．2随着工业的发展，20世纪80年代，国家颁布了谐波管理的暂行办法。至90年代发布了《电能质量 公用电网谐波)(GB／T 设计的上海地铁一号线及90年代初开始设计的广州地铁一号线均 采用了12脉波整流变压器，并均为引进的国外产品。 35kV 由图1可以看出12脉波整流是由两个三相桥并联方式形成 的，除香港地铁采用将两个三相桥直流输出串联方式外，其他很多 城市采用并联方式。两个三相桥式整流的低压绕组相位相差30。， 园圆 400 并联后形成12脉波整流。这时硅元件的反向峰值电压为2 V， 、压肃 000 其耐压水平已不用串联元件，正向通过额定电流为2 A，两元件 C蚕 ／／＼ 尘『／／ NⅢ＼、 ■ 并联构成1+1冗余方式。 一 2．3 20世纪90年代，变压器工业发展很快，环氧树脂浇注线圈的 变压器已有很多厂家生产。其电压等级可达35kV，容量达