Part 5 電氣化鐵道電能質(zhì)量及其治理

1、Part 5:電氣化鐵道電能質(zhì)量及其治理電氣化鐵道電能質(zhì)量及其治理北京交通大學(xué)北京交通大學(xué) 吳命利吳命利2013年年11月月主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、電氣化鐵道負(fù)荷特點一、電氣化鐵道負(fù)荷特點二、我國電鐵諧波問題簡要回顧二、我國電鐵諧波問題簡要回顧三、諧波及治理技術(shù)三、諧波及治理技術(shù)四、負(fù)序及技術(shù)對策四、負(fù)序及技術(shù)對策五、新型同相供電方式五、新型同相供電方式一、電氣化鐵道負(fù)荷特點一、電氣化鐵道負(fù)荷特點牽引變電所電分相接觸網(wǎng)鋼軌列車牽引變電所電分相回流線牽引供電系統(tǒng)原理示意圖牽引供電系統(tǒng)原理示意圖 一句話：一句話：波動劇烈的大容量單相不平衡非線性負(fù)荷波動劇烈的大容量單相不平衡非線性負(fù)荷單相整流電路單相整

2、流電路 非線性負(fù)荷非線性負(fù)荷 受 電 弓斷 路 器車 載 變 壓 器鋼 軌交 直 型 電 力 機 車 工 作 原 理 圖輔 助 回 路牽 引 電 流 從 鋼 軌 回 流 至 變 電 所交 流 25kV 接 觸 網(wǎng)獨 立 他 勵 系 統(tǒng)整 流 器直 流 電 機1500V韶山系列韶山系列新型機車采用新型機車采用PWM整流技術(shù)整流技術(shù)交流25kV 接觸網(wǎng)受電弓斷路器車載變壓器鋼軌牽引電流從鋼軌回流至變電所輔助回路交流電機四象限變流器逆變器直流交直交型電力機車工作原理圖HX系列系列CRH系列系列單相不平衡單相不平衡兩個含義：兩個含義： （1）單相負(fù)荷，對三相電力系統(tǒng)來說不平衡；）單相負(fù)荷，對三相電力系

3、統(tǒng)來說不平衡； （2）正常運行時存在地中電流，牽引網(wǎng)為單相含地網(wǎng)絡(luò)。）正常運行時存在地中電流，牽引網(wǎng)為單相含地網(wǎng)絡(luò)。 大容量大容量 HXD2型電力機車牽引功率型電力機車牽引功率10000kW。 CRH380AL動車組牽引功率動車組牽引功率21560kW。 牽引變電所安裝的變壓器最大牽引變電所安裝的變壓器最大80MVA。kmGeschwindigkeitkm/hStromAZugkraftkN020406080100120 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 波動劇烈波動劇烈 線路條件、行車模式、司機操縱、運輸組織方式、天氣條線路條件、行車模式、司機操縱

4、、運輸組織方式、天氣條件等因素決定了牽引負(fù)荷波動劇烈。件等因素決定了牽引負(fù)荷波動劇烈。2008-1-8 10:002008-1-8 16:002008-1-8 22:002008-1-9 04:002008-1-9 10:00-500005000100001500020000250003000035000 M座有 功 M座無功Power (kVA)Time2008-1-8 10:002008-1-8 16:002008-1-8 22:002008-1-9 04:002008-1-9 10:00-500005000100001500020000250003000035000 T座有 功 T座無功

5、Power (kVA)Time大秦線湖東變電所實測兩臂負(fù)荷大秦線湖東變電所實測兩臂負(fù)荷電鐵電能質(zhì)量主要涉及電鐵電能質(zhì)量主要涉及諧波諧波、負(fù)序負(fù)序、電壓波動（供電電壓偏差電壓波動（供電電壓偏差）牽引所高壓側(cè)實測數(shù)據(jù)牽引所高壓側(cè)實測數(shù)據(jù)供電電壓偏差(%) 三相電壓不平衡度 95概率大值 電壓總諧波畸變率 95概率大值 所別 相別 最大值 最小值 3s 1min 10min 3s 1min 10min A 相 0.51 -17.17 5.13 5.05 4.70 B 相 2.15 -7.78 3.34 3.29 3.01 大秦線延慶牽引變電所 C 相 2.96 -11.13 6.51 6.47 5.

6、76 3.74 3.66 3.14 A 相 0.82 -7.10 3.00 2.90 2.79 B 相 0.45 -10.18 3.57 3.45 3.06 大秦線木林牽引變電所 C 相 0.64 -5.73 1.78 1.72 1.51 2.95 2.80 2.64 A 相 2.95 -0.75 1.29 1.26 1.09 B 相 3.43 -1.37 0.83 0.85 0.77 京滬線泰山牽引變電所 C 相 3.20 -8.05 1.75 1.72 1.64 1.71 1.67 1.50 A 相 0.93 -2.27 0.77 0.75 0.71 B 相 1.11 -2.22 0.78

7、 0.80 0.70 膠濟(jì)線郭店牽引變電所 C 相 1.02 -2.34 0.8 0.14 0.13 0.75 0.75 0.69 諧波基本概念諧波基本概念 諧波（諧波（Harmonics）是一個周期電氣量的正弦波分量）是一個周期電氣量的正弦波分量 ,其其頻率為基波頻率的整倍。頻率為基波頻率的整倍。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍 ,也常稱它為高次諧波。也常稱它為高次諧波。 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) ( IEC 555 - 2, 1982)、CIGRE的文獻(xiàn)的文獻(xiàn) (工作組報告工作組報告WG 36 - 05)中對諧波也都有明確的定義中對諧波也都有明確

8、的定義 :諧波分量諧波分量為周期量的傅里葉級數(shù)中為周期量的傅里葉級數(shù)中 1的的 n次分量。次分量。對諧波次數(shù)對諧波次數(shù) n的定義的定義則為則為:以諧波頻率和基波頻率之比表達(dá)的整數(shù)。以諧波頻率和基波頻率之比表達(dá)的整數(shù)。 電力系統(tǒng)的諧波源：含鐵芯磁飽和設(shè)備，電弧爐，整流設(shè)電力系統(tǒng)的諧波源：含鐵芯磁飽和設(shè)備，電弧爐，整流設(shè)備，熒光燈等任何具有備，熒光燈等任何具有非線性伏安特性非線性伏安特性的電氣設(shè)備。的電氣設(shè)備。牽引負(fù)荷諧波的產(chǎn)生牽引負(fù)荷諧波的產(chǎn)生 交直整流型電力機車屬非線性負(fù)荷，以SS4B電力機車為例：51015202530354045500510152025諧波電流含有率(%)諧波次數(shù)05010

9、015020025030035001020304050607080901003次諧波電流含有率(%)基 波 電 流 (A)05010015020025030035001020304050607080901005次諧波電流含有率(%)基波電流 (A)05010015020025030035001020304050607080901007次諧波電流含有率(%)基 波 電 流 (A)05010015020025030035001020304050607080901009次諧波電流含有率(%)基 波 電 流 (A) 交交-直直-交電力機車諧波特性大為改善，但仍不能完全消除交電力機車諧波特性大為改善，但

10、仍不能完全消除諧波，甚至在較高次數(shù)上，反倒比交諧波，甚至在較高次數(shù)上，反倒比交-直機車大。以直機車大。以HXD2電力機車為例：電力機車為例：204060801000.00.51.01.52.02.53.050%額定電流牽引工況諧波電流含有率(%)諧波次數(shù)01020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-400-300-200-100010020030040001020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-400-3

11、00-200-1000100200300400-300-200-100 0100 200 300 400 500 600010203040503次諧波電流含有率(%)基波電流(A)-300-200-100 0100 200 300 400 500 600010203040505次諧波電流含有率(%)基波電流(A)電氣化鐵道牽引負(fù)荷諧波的特點電氣化鐵道牽引負(fù)荷諧波的特點 單相獨立性單相獨立性 隨機波動性隨機波動性 相位廣泛分布相位廣泛分布 高壓滲透性高壓滲透性諧波危害諧波危害 諧波造成電氣量波形畸變，對電力系統(tǒng)或連接的負(fù)載產(chǎn)生諧波造成電氣量波形畸變，對電力系統(tǒng)或連接的負(fù)載產(chǎn)生種種危害種種危害,

12、,危害的程度取決于諧波含量的大小、現(xiàn)場條件等因危害的程度取決于諧波含量的大小、現(xiàn)場條件等因素。素。1 1）諧波對電網(wǎng)的危害）諧波對電網(wǎng)的危害諧振危險諧振危險增加網(wǎng)絡(luò)損耗增加網(wǎng)絡(luò)損耗影響保護(hù)動作影響保護(hù)動作2 2）諧波對低壓電器的危害）諧波對低壓電器的危害 諧波電流的流入會導(dǎo)致整個設(shè)備過熱。它能升高設(shè)備的諧波電流的流入會導(dǎo)致整個設(shè)備過熱。它能升高設(shè)備的溫度溫度 , ,降低絕緣壽命降低絕緣壽命 , ,而在加熱過程中又影響整個設(shè)備。而在加熱過程中又影響整個設(shè)備。3 3）電機發(fā)熱加劇，噪音增大。）電機發(fā)熱加劇，噪音增大。4 4）電力系統(tǒng)對通信線路的干擾加大。）電力系統(tǒng)對通信線路的干擾加大。諧波國標(biāo)電能

13、質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波（GB/T14595-93）電網(wǎng)標(biāo)稱電壓（ kV）電網(wǎng)電壓總諧波畸變率（%）各次諧波電壓含有率（）奇次偶次0.385426、1043.21.635、6632.41.211021.60.8還規(guī)定了注入公共連接點的諧波電流允許值。還規(guī)定了注入公共連接點的諧波電流允許值。對對220kV電網(wǎng)，可參照國標(biāo)對電網(wǎng)，可參照國標(biāo)對110kV電網(wǎng)的規(guī)定執(zhí)行。電網(wǎng)的規(guī)定執(zhí)行。6.1 負(fù)序電流負(fù)序電流負(fù)序概念負(fù)序概念正相序與負(fù)相序正相序與負(fù)相序正相序（正相序（A相引前相引前B相，相，B相引前相引前C相，相，C相引前相引前A相）相）負(fù)相序負(fù)相序三相異步電動機交換任二根電源線，可使轉(zhuǎn)向反向。三相異步電

14、動機交換任二根電源線，可使轉(zhuǎn)向反向。2 對稱分量法對稱分量法把不對稱的三相的量分解成一組對稱的正序、負(fù)序、把不對稱的三相的量分解成一組對稱的正序、負(fù)序、零序分量。零序分量。CBAAAA111113122021120je作圖法作圖法：單相負(fù)荷在三相電力系統(tǒng)引起的正序電流和負(fù)序電流單相負(fù)荷在三相電力系統(tǒng)引起的正序電流和負(fù)序電流如圖單相負(fù)荷情況：如圖單相負(fù)荷情況：BAII0CI 可見，單相負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引可見，單相負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引起量值相等的正序電流和負(fù)序電流。起量值相等的正序電流和負(fù)序電流。 牽引負(fù)荷本質(zhì)上是單相負(fù)荷，所牽引負(fù)荷本質(zhì)上是單相負(fù)荷，所以電氣化鐵道是電力系統(tǒng)的負(fù)序源。以電氣化鐵道是

15、電力系統(tǒng)的負(fù)序源。電壓不平衡電壓不平衡 voltage unbalance 三相電壓在幅值上不同或相位差不是三相電壓在幅值上不同或相位差不是120，或兼而有，或兼而有之。之。不平衡度不平衡度 unbalance factor 指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。用電壓、電流指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。用電壓、電流負(fù)序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值負(fù)序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。百分比表示。%10012UUU負(fù)序影響及電能質(zhì)量要求負(fù)序影響及電能質(zhì)量要求%10012III實際中最常用的指標(biāo)是三相電壓（負(fù)序）不平衡度。它是實際中最常用的指標(biāo)是三相電壓

16、（負(fù)序）不平衡度。它是由不對稱負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流引起的。由不對稱負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流引起的。 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量電能質(zhì)量 三相電壓不平衡度三相電壓不平衡度（GB/T15543-2008）a 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)公共連接點公共連接點正常電壓不平衡度允許值為正常電壓不平衡度允許值為2%，短時不，短時不得超過得超過4%。注注1： 本標(biāo)準(zhǔn)中不平衡度為在電力系統(tǒng)正常運行的最小方式下、最大的生產(chǎn)本標(biāo)準(zhǔn)中不平衡度為在電力系統(tǒng)正常運行的最小方式下、最大的生產(chǎn)(運行運行)周周期中負(fù)荷所引起的電壓不平衡度的實測值。期中負(fù)荷所引起的電壓不平衡度的實測值。注注2： 對中、高壓系統(tǒng)，只考核電壓負(fù)序分量引起的不平衡度；而

17、對低壓系統(tǒng)，除了對中、高壓系統(tǒng)，只考核電壓負(fù)序分量引起的不平衡度；而對低壓系統(tǒng)，除了電壓負(fù)序分量引起的不平衡度，還需考核電壓零序分量引起的不平衡度。低壓系電壓負(fù)序分量引起的不平衡度，還需考核電壓零序分量引起的不平衡度。低壓系統(tǒng)零序電壓暫不作規(guī)定，具體指標(biāo)由供電部門根據(jù)系統(tǒng)情況自行規(guī)定，但各相電統(tǒng)零序電壓暫不作規(guī)定，具體指標(biāo)由供電部門根據(jù)系統(tǒng)情況自行規(guī)定，但各相電壓必須滿足壓必須滿足電能質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓偏差供電電壓偏差的要求。的要求。注注3：低壓系統(tǒng)是指標(biāo)稱電壓不大于：低壓系統(tǒng)是指標(biāo)稱電壓不大于1kV的供電系統(tǒng)的供電系統(tǒng)。b 對每個用戶電壓不平衡度的一般限值為對每個用戶電壓不平衡度的一般限

18、值為1.3%，根據(jù)連接點的，根據(jù)連接點的負(fù)荷狀況，鄰近發(fā)電機、繼電保護(hù)和自動裝置安全運行要求，負(fù)荷狀況，鄰近發(fā)電機、繼電保護(hù)和自動裝置安全運行要求，可作適當(dāng)變動?？勺鬟m當(dāng)變動。公共連接點公共連接點 point of common coupling 電力系統(tǒng)中一個以上用戶的連接處。電力系統(tǒng)中一個以上用戶的連接處。不平衡度計算不平衡度計算 計算不平衡度，要首先計算正序、負(fù)序分量；實際測量要求計算不平衡度，要首先計算正序、負(fù)序分量；實際測量要求測大小和相位。對不含零序系統(tǒng)估算公式：測大小和相位。對不含零序系統(tǒng)估算公式： 其中：其中： %100631631LL2222444)(cbacbaL不對稱負(fù)荷

19、影響估算：不對稱負(fù)荷影響估算： %1032dLUSUI單相負(fù)荷影響估算：單相負(fù)荷影響估算： %1001dUSS二、我國電鐵諧波問題簡要回顧二、我國電鐵諧波問題簡要回顧 1982年召開全國首次諧波學(xué)術(shù)交流會，會上把電氣化鐵年召開全國首次諧波學(xué)術(shù)交流會，會上把電氣化鐵道作為重要的諧波源，并提出要盡快制訂諧波標(biāo)準(zhǔn)。道作為重要的諧波源，并提出要盡快制訂諧波標(biāo)準(zhǔn)。 1982年年9月原水電部參照英國諧波限值導(dǎo)則月原水電部參照英國諧波限值導(dǎo)則G5/3組織編寫組織編寫了了電力系統(tǒng)諧波管理的暫行規(guī)定電力系統(tǒng)諧波管理的暫行規(guī)定（征求意見稿）。（征求意見稿）。 1984年年6月鐵道部提出月鐵道部提出電鐵諧波允許值的

20、建議與說明電鐵諧波允許值的建議與說明，反映了對反映了對暫行規(guī)定暫行規(guī)定的不同意見，強調(diào)電鐵特殊性。的不同意見，強調(diào)電鐵特殊性。 1986年原國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)文明確年原國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)文明確“電力系統(tǒng)高次諧波分量電力系統(tǒng)高次諧波分量”國家標(biāo)準(zhǔn)項目由水電部生產(chǎn)司和鐵道部基建總局為負(fù)責(zé)單國家標(biāo)準(zhǔn)項目由水電部生產(chǎn)司和鐵道部基建總局為負(fù)責(zé)單位，共同起草。位，共同起草。 1987、1988年鐵道部和原水電部聯(lián)合組團(tuán)赴英考查，對年鐵道部和原水電部聯(lián)合組團(tuán)赴英考查，對山西、陜西兩省向電氣化鐵道供電的電網(wǎng)中的諧波、負(fù)序山西、陜西兩省向電氣化鐵道供電的電網(wǎng)中的諧波、負(fù)序進(jìn)行聯(lián)合調(diào)查，對雁同電網(wǎng)諧波進(jìn)行聯(lián)合測試。進(jìn)行聯(lián)合調(diào)

21、查，對雁同電網(wǎng)諧波進(jìn)行聯(lián)合測試。 1991年原能源部諧波國標(biāo)起草小組拿出了年原能源部諧波國標(biāo)起草小組拿出了電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公公用電網(wǎng)諧波用電網(wǎng)諧波（征求意見稿）。兩部在商談時未能取得實（征求意見稿）。兩部在商談時未能取得實質(zhì)性進(jìn)展。質(zhì)性進(jìn)展。 1992年年3月月10日，在國家技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)化司主持下，形日，在國家技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)化司主持下，形成了成了電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)高次諧波分量電力系統(tǒng)高次諧波分量國家標(biāo)準(zhǔn)起國家標(biāo)準(zhǔn)起草協(xié)調(diào)會議紀(jì)要草協(xié)調(diào)會議紀(jì)要。在。在紀(jì)要紀(jì)要中原能源部、鐵道部協(xié)商中原能源部、鐵道部協(xié)商同意：同意：“鑒于目前電氣化鐵道的特殊性，公用電網(wǎng)諧波標(biāo)鑒于目前電氣化鐵道的特殊性

22、，公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)暫不適用于電氣化鐵道。對電氣化鐵道接入公用電網(wǎng)的準(zhǔn)暫不適用于電氣化鐵道。對電氣化鐵道接入公用電網(wǎng)的諧波要求，由兩部另行簽訂協(xié)議解決。諧波要求，由兩部另行簽訂協(xié)議解決?！?1993年國家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)了年國家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)了電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波（GB/T 1454993），規(guī)定自），規(guī)定自1994年年3月月1日開始實施。日開始實施。 1993年年12月月11日大秦鐵路二期工程國家驗收委員會在日大秦鐵路二期工程國家驗收委員會在驗驗收證書收證書中明確：中明確：“關(guān)于電氣化鐵道諧波影響問題，由國關(guān)于電氣化鐵道諧波影響問題，由國家計委會同國家技術(shù)監(jiān)督局組織電力部、鐵

23、道部抓緊研究，家計委會同國家技術(shù)監(jiān)督局組織電力部、鐵道部抓緊研究，簽訂協(xié)議，予以解決。簽訂協(xié)議，予以解決?！?1995年底，鐵道部電氣化鐵路諧波標(biāo)準(zhǔn)起草小組完成了年底，鐵道部電氣化鐵路諧波標(biāo)準(zhǔn)起草小組完成了電力、鐵道兩部關(guān)于解決電氣化鐵路諧波規(guī)定的協(xié)議電力、鐵道兩部關(guān)于解決電氣化鐵路諧波規(guī)定的協(xié)議（建議稿），并上報到國家計委和國家技術(shù)監(jiān)督局。電力（建議稿），并上報到國家計委和國家技術(shù)監(jiān)督局。電力部門未認(rèn)可該部門未認(rèn)可該兩部協(xié)議兩部協(xié)議，堅持，堅持諧波國標(biāo)諧波國標(biāo)。 1996以后，每條電氣化鐵路的開通，鐵路與電力部門簽署以后，每條電氣化鐵路的開通，鐵路與電力部門簽署供電協(xié)議都成為老大難問題。電力

24、部門要求供電協(xié)議都成為老大難問題。電力部門要求“三同時三同時”，鐵路部門強調(diào)鐵路部門強調(diào)“尚未達(dá)成協(xié)議、治理電鐵諧波無標(biāo)準(zhǔn)尚未達(dá)成協(xié)議、治理電鐵諧波無標(biāo)準(zhǔn)”。成昆線涉及西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，引起鐵道部高度重視。成昆線涉及西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，引起鐵道部高度重視。 1997年年1月，國家計委辦公廳印發(fā)月，國家計委辦公廳印發(fā)關(guān)于電氣化鐵路諧波關(guān)于電氣化鐵路諧波治理及京鄭、湘黔電氣化鐵路開通供電協(xié)調(diào)會議紀(jì)要的通治理及京鄭、湘黔電氣化鐵路開通供電協(xié)調(diào)會議紀(jì)要的通知知。委托中咨公司組織專家組開展工作。委托中咨公司組織專家組開展工作。 中咨公司組織的中咨公司組織的12人專家組工作至人專家組工作至1998年底，不了

25、了之。年底，不了了之。 2005年既有京滬線電氣化工程又引發(fā)了新一輪電鐵電能質(zhì)年既有京滬線電氣化工程又引發(fā)了新一輪電鐵電能質(zhì)量問題的爭論。國網(wǎng)公司發(fā)文明確要求各省公司給電鐵供量問題的爭論。國網(wǎng)公司發(fā)文明確要求各省公司給電鐵供電只允許采用電只允許采用110kV等級，鐵路部門極為被動。等級，鐵路部門極為被動。 2006、2007年就京津城際外部電源問題，鐵道部與國網(wǎng)公年就京津城際外部電源問題，鐵道部與國網(wǎng)公司進(jìn)行多次技術(shù)交流。鐵道部答應(yīng)在既有京滬線的安定、司進(jìn)行多次技術(shù)交流。鐵道部答應(yīng)在既有京滬線的安定、三界、南翔三界、南翔3個牽引變電所開展諧波治理以換取個牽引變電所開展諧波治理以換取220kV供

26、電。供電。 2007年年3月根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會安排，由全國電壓電月根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會安排，由全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口負(fù)責(zé)修訂新一輪國家流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口負(fù)責(zé)修訂新一輪國家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2007年年9月月電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差電力系統(tǒng)頻率偏差、電能質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓偏差供電電壓偏差、電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電壓波動和閃變電壓波動和閃變、電能電能質(zhì)量質(zhì)量 三相電壓不平衡三相電壓不平衡4個標(biāo)準(zhǔn)拿出了送審稿，個標(biāo)準(zhǔn)拿出了送審稿，2008年武漢年武漢會議通過。會議通過。 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波自自2007年起動修訂

27、工作以來，年起動修訂工作以來，召開召開5次專家組會議，次專家組會議，2010年底拿出了征求意見稿，鐵路部年底拿出了征求意見稿，鐵路部門仍有較大意見。門仍有較大意見。2012年年10月鐵路專家對征求意見第月鐵路專家對征求意見第3稿正稿正式形成了反饋意見。式形成了反饋意見。三、諧波及治理技術(shù)三、諧波及治理技術(shù)目前普速鐵路采取的技術(shù)措施（主要目的是補無功）：目前普速鐵路采取的技術(shù)措施（主要目的是補無功）： 車上安裝功率因數(shù)校正車上安裝功率因數(shù)校正PFC裝置（晶閘管分組投切的裝置（晶閘管分組投切的并聯(lián)電容組）并聯(lián)電容組） ，兼濾，兼濾3次諧波。次諧波。 變電所安裝并聯(lián)電容無功補償裝置兼濾變電所安裝并聯(lián)

28、電容無功補償裝置兼濾3次諧波。次諧波。 諧波治理試點：諧波治理試點：SVC方案方案 2007年開始諧波治理試點工作，帶年開始諧波治理試點工作，帶3、5、7次濾波支路次濾波支路的的SVC方案得到實施，京滬線安定、三界牽引變電所。方案得到實施，京滬線安定、三界牽引變電所。運行于牽引變電所的運行于牽引變電所的SVC設(shè)備設(shè)備具有電能質(zhì)量綜合治理功能的具有電能質(zhì)量綜合治理功能的SVG也開始在電氣化鐵道進(jìn)也開始在電氣化鐵道進(jìn)行試驗，如京滬線南翔、大秦線湖東牽引變電所。行試驗，如京滬線南翔、大秦線湖東牽引變電所。 SVG方案：方案：27.5kVSVG 1SVG 23th5th3th5thSVG設(shè)備設(shè)備干式變

29、壓器功率單元柜油浸變壓器整 機高可靠的電源柜控制柜根本上解決電氣化鐵道諧波問題有賴于基于根本上解決電氣化鐵道諧波問題有賴于基于PWM技術(shù)的交技術(shù)的交直交傳動系統(tǒng)在電力牽引上的推廣應(yīng)用。直交傳動系統(tǒng)在電力牽引上的推廣應(yīng)用。 01020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-400-300-200-100010020030040001020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-400-300-200-100010020

30、0300400CRH2動車組動車組功率因數(shù)-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-6000-4000-2000020004000600001020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-800-600-400-200020040060080001020304050-40000-2000002000040000電流電壓Current (A)Voltage (V)Time (ms)-800-600-400-2000200400600800-10000-50000500010000-1

31、.0-0.50.00.51.0Power FactorP (kW)CRH380BL動車組動車組交流傳動機車帶來的新問題：牽引網(wǎng)的高次諧波諧振。交流傳動機車帶來的新問題：牽引網(wǎng)的高次諧波諧振。 2007.07京哈線、京哈線、2008.08京津城際、京津城際、2009.04合武客專、合武客專、2010.03合武客專麻武聯(lián)絡(luò)線、合武客專麻武聯(lián)絡(luò)線、2011.01京滬高鐵先導(dǎo)段、京滬高鐵先導(dǎo)段、2011.02武廣客專廣州南都出現(xiàn)了車網(wǎng)高次諧波諧振事故。武廣客專廣州南都出現(xiàn)了車網(wǎng)高次諧波諧振事故。10:48:0010:50:0010:52:0010:54:0010:56:0001020304050607

32、0薊縣南M座 55kV母線電壓Voltage (kV)Time01020304050-120-80-4004080120 T Bus-bar Voltage (kV)Time (ms)T座母線電壓頻譜0204060801001357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29LCf21010203040505101520 17 18 19 20Resonant Current AmplificationLoad Position (km)0102030405002468SPSS 17 18 19 20Resonant Bus-bar Voltage (kV/A)Load Pos

33、ition (km)車上、地面均可采取技術(shù)對策車上、地面均可采取技術(shù)對策C1T 1.083 TRR1T 250L1T 95.5mHF 30C1F 1.083 R1F 250FL1F 95.5mH 30F 從設(shè)計時就要選用強電源，保證足夠大的短路從設(shè)計時就要選用強電源，保證足夠大的短路容量，在電源受限制的條件下，避免使用單相容量，在電源受限制的條件下，避免使用單相變壓器。變壓器。 采用三相變兩相平衡變壓器。采用三相變兩相平衡變壓器。 相鄰的牽引變電所接入電力系統(tǒng)時，進(jìn)行換相相鄰的牽引變電所接入電力系統(tǒng)時，進(jìn)行換相連接聯(lián)結(jié)。連接聯(lián)結(jié)。 采用對稱補償裝置平衡負(fù)序。采用對稱補償裝置平衡負(fù)序。四、負(fù)序及

34、技術(shù)對策四、負(fù)序及技術(shù)對策 三相變兩相三相變兩相平衡變壓器平衡變壓器在電氣化鐵道的大量應(yīng)用。在電氣化鐵道的大量應(yīng)用。 在一次側(cè)施加三相對稱電壓時，只要二次側(cè)兩端口的負(fù)荷相在一次側(cè)施加三相對稱電壓時，只要二次側(cè)兩端口的負(fù)荷相等（幅值和功率因數(shù)均相等），則二次側(cè)兩相端口電壓保持幅值等（幅值和功率因數(shù)均相等），則二次側(cè)兩相端口電壓保持幅值相等、相位相差相等、相位相差90，一次側(cè)三相電流對稱。，一次側(cè)三相電流對稱。 ）Scott接線變壓器接線變壓器ABCadDbc+UIIU+星形延邊三角形接線變壓器星形延邊三角形接線變壓器ABCa(y)db(z)c(x)e*OAIBICIIIbyIaxIczIUUOI1234ABCa(y)db(z)c(x)e*OAIBICIIIbyIaxIczIUU12gfBCIU+UIABACO+UIIU+adbc星形曲折延邊三角形星形曲折延邊三角形接線變壓器接線變壓器Le Blanc 接線變壓器接線變壓器（我國臺灣省用）（我國臺灣省用）變形變