有源濾波器在地鐵行業(yè)中應(yīng)用

《有源濾波器在地鐵行業(yè)中應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、有源濾波器在地鐵行業(yè)中應(yīng)用　　摘要：改革開放以來我國的電氣化鐵路獲得迅速發(fā)展目前全國鐵路機車已經(jīng)超過近萬里遍及全國十八個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）電網(wǎng)。地鐵越來越接近人們的生活，在我國地鐵的發(fā)展有很大的前景。關(guān)鍵詞：有源濾波器;地鐵;供電系統(tǒng);負(fù)荷;諧波;中圖分類號：U231文獻標(biāo)識碼：A前言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和新技術(shù)新設(shè)備的涌現(xiàn)，接入電網(wǎng)中非線性電壓-電流特性的電器設(shè)備數(shù)目日益增加。在地鐵系統(tǒng)中，通信信號，綜合監(jiān)控，自動售檢票等設(shè)備負(fù)荷的UPS直接電流，牽引整流機組、各類變頻空調(diào)、電梯和扶梯、節(jié)能燈等各類電子設(shè)備也大量接入到電網(wǎng)中，這些非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流在電網(wǎng)的阻抗

2、上產(chǎn)生的諧波與電網(wǎng)的基波疊加引起畸變。由于這些諧波源的存在導(dǎo)致電鐵系統(tǒng)中的配電不穩(wěn)定，會增加線路消耗，影響自動控制裝置和繼電保護裝置的正常運行、增加測量儀表的側(cè)臉誤差、產(chǎn)生額外的熱損耗、降低用電設(shè)備的安全性、干擾通訊信號等。眾所周知，電力鐵路在如今承擔(dān)這相當(dāng)重要的客運任務(wù)，也是時時在運行的客運工具，所以諧波治理是十分重要的。地鐵供電系統(tǒng)及負(fù)荷分析7地鐵供電系統(tǒng)的組成地鐵的供電系統(tǒng)取決于城市電網(wǎng)，通過城市電網(wǎng)電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送和變化。然后以適當(dāng)?shù)碾妷旱燃壒┙o地鐵的各類設(shè)備。在地鐵供電系統(tǒng)中根據(jù)用電性質(zhì)的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為兩大部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電

3、系統(tǒng)和以降壓變點所為主組成的動力照明供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要由主變電所、牽引變電所、接觸網(wǎng)、電力監(jiān)控、供電攬網(wǎng)等組成。提供地鐵車輛的牽引動力電源。動力照明供電系統(tǒng)主要由降壓變電所、低壓母線排、配電設(shè)備、線纜、有點設(shè)備等組成。提供地鐵機電設(shè)備動力電源和照明電源。此外，還設(shè)置有地鐵應(yīng)急電源系統(tǒng)，如小型發(fā)電機及EPS電源、UPS電源等。負(fù)荷分析地鐵負(fù)荷靠近城市負(fù)荷中心，在地鐵變電所與城市區(qū)域變電站的接口處，地鐵配電向公用電網(wǎng)注入諧波一直是電力部門所關(guān)注的問題，下面我們就對牽引供電系統(tǒng)和動力照明供電系統(tǒng)這兩大類設(shè)備對電能質(zhì)量的影響作詳細的分析。1牽引負(fù)荷的分析7機車用電。機車需要直

4、流供電，為典型的非線性負(fù)荷，機車運行時，本身將通過接觸網(wǎng)和降壓站換流器向電網(wǎng)反饋諧波電壓或諧波電流；機車的輔助電機、空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)、照明、監(jiān)控診斷系統(tǒng)和蓄電池等用電設(shè)備電源均由機車輔助靜止逆變器提供，取自機車牽引直流電，均為非線性負(fù)荷，同樣會產(chǎn)生諧波。2機電設(shè)備系統(tǒng)用電負(fù)荷分析環(huán)控系統(tǒng)的空調(diào)、低壓配電系統(tǒng)的照明、扶梯及電梯系統(tǒng)、弱電控制系統(tǒng)的乘客資訊系統(tǒng)（PIS）、門禁系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和其他系統(tǒng)等。地鐵站機電系統(tǒng)中的空調(diào)、電梯、照明等系統(tǒng)，越來越多的考慮到節(jié)能需求，使得大量非線性電力電子裝置應(yīng)用其中，如變頻空調(diào)、變頻調(diào)速電梯、節(jié)能燈、UPS等等，將會

5、產(chǎn)生更多的諧波。使得地鐵站的電能質(zhì)量問題愈加嚴(yán)重；根據(jù)以上對地鐵站的分析其主要問題電能質(zhì)量有：a諧波；b無功功率c三相不平衡。而其中以諧波問題最嚴(yán)重3諧波對地鐵供電系統(tǒng)的危害諧波對無功補償系統(tǒng)產(chǎn)生干擾、降低功率因素甚至引起誤跳閘、誘發(fā)諧振，使無功補償電容器過熱甚至擊穿，繼電保護裝置誤動作影響電能計量等一系列危害車站配電系統(tǒng)復(fù)雜，強電、弱電多個系統(tǒng)并存，高壓、低壓多鐘電壓等級并存，交流、直流多種供電制式并存，把諧波消除在源頭是保證供電系統(tǒng)安穩(wěn)運行的重要舉措。7地鐵諧波不但影響了電網(wǎng)電氣設(shè)備的壽命同時也縮短了電氣化鐵路自身的壽命。當(dāng)牽引系統(tǒng)諧波頻率與輸電系統(tǒng)的固有頻率重合疊加是可

6、能放大諧波分量增加設(shè)備的附加損耗和發(fā)熱，造成設(shè)備故障。因為地鐵負(fù)荷都是靠近城市中心負(fù)荷的，諧波注入電網(wǎng)會對鄰近的民用電網(wǎng)造成很大的干擾，也會對鄰近的通信系統(tǒng)造成干擾，最重要的是對自身的危害非常嚴(yán)重，因為地鐵的控制中心，他向外界發(fā)出的信息不能有半點誤差和延遲，否則會造成無法估量的損失。地鐵的服務(wù)設(shè)施為乘客提供方便快捷安全服務(wù)，在這人員密集的場合出現(xiàn)電梯故障、停電、報警失靈都會造成現(xiàn)場混亂乃至生命安全。所以地鐵的低壓通訊系統(tǒng)要有高質(zhì)量的電能來保駕護航。為乘客提供一個安全的乘車環(huán)境。抑制諧波干擾的措施采用電力濾波裝置就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，是抑制諧波污染的有效措施，也是目前

7、配電系統(tǒng)使用最廣泛的抑制諧波方法。該裝置主要分為無緣濾波器和有源濾波器。7無源濾波器安裝在電力電子設(shè)備的交流側(cè)，由L、C、R元件構(gòu)成諧振回路，當(dāng)LC回路的諧振頻率和某一高次諧波電流頻率相同時，即可組織該次諧波流入電網(wǎng)，由于具有投資少、頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護方便等優(yōu)點，該種濾波器是目前采用的抑制諧波及無功補償?shù)闹饕侄?。但由于無源濾波器的濾波特性由配電系統(tǒng)和濾波裝置的阻抗比決定，因而存在以下缺點：a濾波特性受供電系統(tǒng)參數(shù)的影響較大；b只能消除特定的幾次諧波，并且會對某次諧波有放大的可能，達不到理