详情

原文传递高速铁路牵引供电负荷及其谐波特征

论文题名：	高速铁路牵引供电负荷及其谐波特征
关键词：	高速铁路;牵引供电;谐波特征;电能质量
摘要：	随着铁路运输技术的快速发展，我国在近些年来大力发展铁路运输业，新建或重建了很多铁路干线，其中，高铁发展尤为迅速。铁路的发展，大力的带动了国家经济的发展，但与此同时，也不可避免了带来了一些不利的影响。其中，对电力系统电能质量的影响尤为严重，甚至发生了很多铁路谐振事件。并且随着社会的发展和技术的进步，用户对于电力系统供电的电能质量也更加关心，对于谐波的分析和研究也越来越重视。　　经过长期的努力，在导师的指导下，并且阅读大量的参考文献的基础上，本文完成了对于电能质量在线监测的装备的开发，包括硬件部分和软件部分，并且该系统进行并通过了实验室和电科院的性能测试。在此基础上，本文通过使用该设备对合福铁路沿线牵引变电所谐波的在线监测，实现对XYX和DJL两个供电臂的上下行T/F线的电流特征的描述，将供电臂的负荷场景进行分类。为了更好的说明上下行T/F线与机车总电流的占比关系，引入上下行T/F线的电流分配率δ来分析。根据分类的负荷场景，对牵引场景、制动工况以及惰行场景这三种负荷场景进行谐波分析。得出相关结论如下：　　通过对电能质量在线监测的性能测试，电能质量在线监测系统具有良好的谐波响应，电压和电流信号测量精准度高、完全可以满足高速铁路多通道谐波在线监测，同时该设备满足GB/T14549-93、GB/T17626.7-2008、GB/T19862-2005、DL/T1227-2013规定的要求。　　通过对XYX和DJL两个供电臂的上下行T/F线的电流特征的描述，供电臂负荷特性分为如下几个负荷场景：进入供电臂合闸电流、牵引电流、惰行电流、再生制动电流、离开供电臂合闸电流。　　通过分析上下行T/F线的电流分配率δ，在实际运行中，当CRH3动车组在处于两个AT所之间时，流回牵引变电所处的上下行T线电流相等且大于0.25I，F线电流相等且小于0.25I。当动车组处于牵引变电所与AT所之间时，流回牵引变电所处上下行F线电流相等且随着动车组离牵引变电所距离的增大而减小，当到达牵引变电所处F线电流为0。上下行T线电流不相等，动车组所在接触网的T线电流随着动车组离牵引变电所距离的增大而增大，非动车组所在接触网T线电流随着动车组离牵引变电所距离的增大而减小，当到达牵引变电所处，动车组所在接触网T线电流等于动车组电流，非动车组所在接触网T线电流为0。δ可以很好的分析供电臂的负荷场景。　　通过对牵引场景、再生制动、惰行三种工况下的谐波特征进行研究，得到牵引场景下谐波分布以低次奇次谐波为主，主要包含3、5、7、9、11、13次谐波，2、4次谐波也非常严重，45、47、49次谐波存在谐波放大情况，总谐波畸变率为11.2％，谐波含量10.8A；再生制动场景下谐波分布跟牵引场景下特征很相似，但没有谐波放大的情形谐波含量低于牵引场景，而且总谐波畸变率远大于牵引场景下的；惰行场景下谐波电流分布除了5、11、13、17、19、21、25次谐波外，其他的谐波随着谐波次数的增大而减小，而且总谐波畸变率达到31.3%。　　通过对三种工况的谐波特征进行对比，三种工况存在不同的特征谐波，牵引场景以低次奇次谐波为主，谐波含量最大，存在50次倍频附近频率带的谐波放大现象；再生制动场景以低次奇次谐波为主，低次偶次谐波明显增多，总谐波畸变率最大；惰行场景以低次奇次谐波为主，谐波含量最小。
作者：	张闯
专业：	电气工程
导师：	方春华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	三峡大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文