鐵路牽引供電系統(tǒng)諧波諧振分析及抑制方法研究.pdf

1、隨著交直交電力傳動(dòng)機(jī)車在電氣化鐵道中的大量使用，牽引供電系統(tǒng)中的諧波特征發(fā)生了變化，除了含有3、5、7、9次等低頻諧波，高頻諧波含量也非常豐富。研究表明，牽引供電系統(tǒng)參數(shù)在特定條件下時(shí)，可導(dǎo)致相應(yīng)次數(shù)的諧波發(fā)生諧振，引起的過電壓和過電流危害牽引網(wǎng)設(shè)備，影響牽引網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。由于系統(tǒng)諧振導(dǎo)致牽引變電所諧波電流嚴(yán)重放大，致使母線電壓升高造成事故的案例已有發(fā)生。本文對牽引供電系統(tǒng)諧波源、諧波傳輸特性進(jìn)行分析，并研究了諧波諧振抑制方法。<

2、br>　　首先從牽引供電系統(tǒng)的諧波源上入手，對交直交電力傳動(dòng)機(jī)車網(wǎng)側(cè)變流器的工作原理和諧波特征進(jìn)行了研究和分析。從理論推導(dǎo)其低次諧波來源，利用雙重傅里葉函數(shù)分析對變流器網(wǎng)側(cè)PWM波的高頻成分，并使用Matlab仿真軟件搭建了變流器模型，驗(yàn)證諧波分析理論的正確性。
　　其次，對諧波傳輸路徑進(jìn)行研究，分析牽引供電系統(tǒng)諧波傳輸特性。在既有研究基礎(chǔ)上將牽引網(wǎng)傳輸線模型進(jìn)行降階處理，得到牽引供電系統(tǒng)等值電路模型，利用電路KCL、KVL定理和

3、均勻傳輸線理論分析牽引供電系統(tǒng)的諧波傳輸特性，最終得到牽引供電系統(tǒng)的諧振頻率和諧波電流增益。
　　再次，針對在機(jī)車牽引變壓器輔助繞組上加裝無源濾波器的諧波抑制方法，提出了無源濾波器的新型設(shè)計(jì)方法。研究單調(diào)諧濾波器、高通濾波器和雙調(diào)諧濾波器的工作原理和特性，分析每種濾波器元件參數(shù)對濾波器性能的影響，得到濾波器的綜合選型方案。
　　最后，搭建車-網(wǎng)聯(lián)合仿真模型驗(yàn)證牽引供電系統(tǒng)的諧波傳輸特性和無源濾波器設(shè)計(jì)方法。運(yùn)用模型分析車-網(wǎng)