高铁牵引供电系统运行与管理 减少谐波电流影响的措施 减少谐波电流影响的措施(周郑).pptx

《高铁牵引供电系统运行与管理》项目八：牵引供电系统谐波影响与改善主讲人：周郑学校：郑州铁路职业技术学院谐波电流的影响与改善知识点2：减少谐波电流影响的措施02减少谐波电流影响的措施改革开放以来，我国电气化铁路获得迅速发展。但电力机车整流负荷中含有较大的谐波，如果谐波治理措施不理想，将会有大量谐波注入公用电网。谐波可能引发发电机跳闸，导致电网大面积停电或系统解列等一系列危害。因此，应对谐波进行及时的治理。电气化铁路的谐波问题已成为必须认真对待的技术问题。基波畸变波谐波减少谐波电流影响的措施问题1：谐波电流的允许值？减少谐波电流影响的措施【电气化铁道的谐波允许值】GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》是一部有关公用电网谐波的国家推荐性标准，标准明确了公用电网谐波电压(相电压)限值，如表所示。电压等级(kV)电压总谐波畸变率(%)各次谐波电压含有率(%)奇次偶次0.385.04.02.06～104.03.21.635～633.02.41.2110及以上2.01.60.8减少谐波电流影响的措施【电气化铁道的谐波允许值】我国交流电气化铁道谐波允许值尚无国家标准，目前主要采用原铁道部建议的允许值。即由电气化铁道谐波电流监测点的相电压正弦波形畸变率(不含电力系统原有的电压畸变率)为： UT≤3％ 式中，为电气化铁道谐波电压总值，用基波电压的百分值表示。其中 Un——谐波电压值，n次谐波电压有效值用基波电压有效值的百分值表示。减少谐波电流影响的措施问题2：减少谐波影响的措施？减少谐波电流影响的措施【1.在牵引变电所牵引侧装设并联电容补偿装置】设XC为并联电容补偿装置中电容器组的工频容抗，XL为并联电容补偿装置中与电容器组串联的电抗器的工频感抗。XL与XC之比应符合下式要求 式中 a—并联电容补偿装置的补偿度；n—牵引负荷中最低次主要谐波电流次数；K—为可靠系数，一般取1.08～1.2。当n=3时，则有 此时，C—L回路具有主要滤掉3次谐波电流的功能。 减少谐波电流影响的措施【1.在牵引变电所牵引侧装设并联电容补偿装置】为了提高并联电容补偿装置滤掉3次谐波电流的能力，减轻对电力系统的谐波影响，将可靠系数取小一些为好。如K=1.08，则a=0.12，此时滤波效果(对3次谐波)会更好。为什么？在三次谐波电流下，电抗器与电容器所呈现的感抗与容抗比为减少谐波电流影响的措施【2.减少谐波电流的发生量 】变流器实行多脉冲化是一种行之有效的措施，不但使谐波的次数减少，而且使谐波电流含量也大大减少，从而使流入电力系统的谐波电流也大为减少。交直型电力机车通过增加整流装置的相数可以有效地消除幅值较大的低频项，从而大大地降低了谐波电流的有效值。四相变流器主电路结构减少谐波电流影响的措施【 3.电力机车上加装并联补偿滤波装置】分别在机车变压器副边的调压绕组与基本绕组间，加装并联补偿滤波装置。滤波器可分为两种有源滤波器和无源滤波器：（1）无源滤波器：由滤波电容器、电抗器和电阻器组成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要，其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费用较低，但难以滤除频率较低、幅度较大的畸变波，滤波易受系统参数的影响，对某些次谐波有放大的可能，同时功耗和体积偏大。滤波器示意图减少谐波电流影响的措施【 3.电力机车上加装并联补偿滤波装置】（2）有源滤波器：有源滤波器利用可控的功率半导体器件产生一个与谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，使电流的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。并联型有源电力滤波器系统结构减少谐波电流影响的措施 【4.加装静止无功补偿装置】电力机车负荷的移动性、变化性和随机性除了产生谐波外，往往还会引起供电电压的波动和闪变，因此，宜装设能吸收动态谐波电流的静止无功补偿装置，提高供电系统承受谐波的能力，同时可以抑制电压波动、电压闪变、补偿功率因数。?静止无功补偿装置结构示意图本节课程结束