重载电气化铁路牵引供电系统谐波问题分析及治理.pptxVIP

重载电气化铁路牵引供电系统谐波问题分析及治理汇报人：2024-02-06

CONTENTS引言重载电气化铁路牵引供电系统概述谐波问题现状分析谐波治理方案设计与实施仿真模拟与实验验证结论与展望

引言01

电气化铁路的快速发展带来了谐波问题随着电气化铁路的快速发展和运营里程的不断增加，牵引供电系统中的谐波问题日益突出，对电力系统的安全稳定运行和电能质量造成了严重影响。谐波对牵引供电系统和电气设备的影响谐波会导致牵引供电系统的电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题，同时还会加速电气设备的老化，降低其使用寿命，甚至引发故障。谐波治理的重要性和紧迫性因此，对电气化铁路牵引供电系统的谐波问题进行分析和治理，对于保障电力系统的安全稳定运行、提高电能质量、延长电气设备的使用寿命具有重要意义。背景与意义

国内研究现状01国内学者针对电气化铁路牵引供电系统的谐波问题进行了大量研究，提出了多种谐波分析和治理方法，包括有源滤波、无源滤波、混合滤波等。国外研究现状02国外学者在电气化铁路牵引供电系统谐波治理方面也取得了显著成果，例如采用先进的电力电子技术和控制策略，对谐波进行实时检测和治理。国内外研究对比03通过对比国内外研究现状可以发现，虽然国内外学者在谐波治理方面都取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战，如谐波检测精度不高、治理效果不理想等。国内外研究现状

本文首先对电气化铁路牵引供电系统的谐波问题进行深入分析，探讨其产生原因和传播途径；然后研究现有的谐波治理方法，分析其优缺点和适用范围；最后提出一种基于有源滤波和无源滤波相结合的混合滤波方法，对谐波进行综合治理。研究内容本文采用理论分析与仿真实验相结合的方法进行研究。首先通过理论分析建立牵引供电系统和谐波的数学模型，然后利用仿真软件进行实验验证，最后对实验结果进行分析和讨论。研究方法本文研究内容与方法

重载电气化铁路牵引供电系统概述02

将电力系统电能转换为适合电力牵引的电能，并输送到接触网上。沿铁路线上空架设的特殊形式的输电线路，为电力机车提供电能。与接触网并联的导线，用于回收牵引电流，减少电能损失。设置在牵引网的不同供电区段之间，实现电能的分段控制和保护。牵引变电所接触网回流线分区所牵引供电系统组成

由于列车运行的不确定性和间歇性，牵引负荷在时间和空间上分布不均。列车启动时取流大，对供电系统产生冲击。电气化铁路采用单相交流供电，造成三相电力系统的不平衡。负荷波动大冲击性负荷单相负荷牵引负荷特性

牵引供电系统中的非线性元件（如整流器、变压器等）在工作时会产生谐波。谐波会降低电能质量，干扰电气设备的正常运行；增加设备损耗，缩短使用寿命；引起系统谐振，放大谐波危害；对通信、信号系统产生干扰等。谐波产生机理及危害危害产生机理

谐波问题现状分析03

03数据统计与分析对提取的谐波数据进行统计，分析谐波含量、分布及变化规律。01采集牵引供电系统电气量数据包括电压、电流、有功功率、无功功率等。02谐波数据提取利用傅里叶变换等方法对采集的电气量数据进行谐波分析，提取各次谐波含量。实测数据分析

123通过分析电气量数据中谐波含量的时空分布特征，定位谐波源位置。基于电气量数据的谐波源定位利用不同谐波源的谐波指纹特征，识别谐波源类型。基于谐波指纹的谐波源识别结合电气量数据和谐波指纹特征，实现谐波源的综合定位与识别。综合定位与识别谐波源定位与识别

分析谐波对牵引供电系统电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量指标的影响。研究谐波对牵引供电系统中电力电子设备（如整流器、逆变器等）的运行性能和寿命的影响。探讨谐波对铁路沿线通信系统信号传输的干扰问题，评估谐波对通信系统的可靠性及稳定性的影响。对牵引供电系统的影响对电力电子设备的影响对通信系统的影响谐波影响评估

谐波治理方案设计与实施04

治理目标降低谐波污染，提高供电质量，确保牵引供电系统和电气设备的安全稳定运行。治理原则针对谐波源进行治理，采用技术成熟、经济合理的治理措施，确保治理效果的可持续性。治理目标与原则

方案一采用无源滤波器进行谐波治理。该方案投资较低，但滤波效果受系统参数影响较大，且易引发谐振问题。方案二采用有源滤波器进行谐波治理。该方案滤波效果好，可动态跟踪谐波变化，但投资较高。方案选择综合比较两种方案的优缺点，结合实际情况选择有源滤波器作为本次谐波治理的方案。治理方案比较与选择

实施步骤1.对牵引供电系统进行谐波测试，确定谐波含量和分布情况。2.根据测试结果，设计有源滤波器参数和配置方案。具体实施步骤及效果预测

3.安装调试有源滤波器，并进行现场测试验证。4.对治理效果进行评估，确保达到治理目标。效果预测：预计通过本次谐波治理，牵引供电系统的谐波含量将大幅降低，供电质量将得到显著提升，电气设备的运行将更加稳定可靠。同时，有源滤波器的投入将为未来牵引