[實用新型]一種基于自適應陷波器的牽引供電系統諧振抑制裝置

有效

• 申請號: 201720098257.4
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN206712472U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 陶艷
• 申請（專利權）人: 湖南鐵道職業技術學院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙)31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及到一種牽引供電電源的控制裝置，具體涉及一種牽引供電系統諧振抑制裝置，主要用于牽引供電系統中的諧波控制，以降低諧波對行車安全的影響，屬牽供電電源控制技術領域。

背景技術

隨著交直交電力傳動機車在電氣化鐵道中的大量使用，牽引供電系統中的諧波特征發生了變化，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，牽引供電系統參數在特定條件下時，可導致相應次數的諧波發生諧振，引起的過電壓和過電流危害牽引網設備，影響牽引網的穩定性和安全性。由于系統諧振導致牽引變電所諧波電流嚴重放大，致使母線電壓升高造成事故的案例已有發生。為了避免交直交型電力機車(含動車組)與牽引供電系統之間形成諧波諧振，影響電氣化鐵路運行安全，有必要在牽引供電系統設計階段開展諧波諧振特性分析。

我國首次出現次諧振是在2007年太原鐵路局湖東機務段，HXD1型電力機車升弓后，網壓、網流出現了振蕩，直流電壓也有振蕩，導致機車牽引變流器封鎖無法正常運行，嚴重影響了運輸；隨后在青島動車所、上海南翔動車所、徐州等地區先后發生了機車次諧振現象，車型涉及HXD1、HXD2B、HXD3B、CRH1、CHR5等，在國外蘇黎世也發生了頻率為16.7Hz的振蕩，并經過技術人員對控制軟件修改后問題得以解決。然而一直以來對這方面的分析研究比較少，這一難題亟待解決。

在實際發生的幾次次諧振事故當中，與接入牽引網的機車數目、運行狀態都有關系。其共同點是接入的機車都為靜止空載狀態，牽引逆變器沒有工作，僅有輔助逆變器通過網側變流器供電；機車數量較少時，不會發生次諧振現象，當接入空載機車的數量增加時，系統有可能進入次諧振狀態，網壓和網流呈現低頻波動，機車的直流電壓也有振蕩。

目前對于車網低次諧振的抑制，主要是通過調度及車輛運行組織方面的措施，避免在同一個供電區間包含多個空載機車，或是通過修改網側整流器電壓控制環節比例系數的方式，來提高牽引供電系統的運行穩定性。但是這些抑制措施都是被動的，效果不是非常理想。也有利用在變電所增加SVG，來改變牽引網的阻抗特性，來抑制系統諧振的發生。該方法有很好的效果，但是無疑要增加額外的投入。而車網振蕩現象在我國的多個路局都存在,從行車安全方面來說，車網振蕩會導致大量的機車牽引封鎖無法正常啟動，甚至在車網耦合振蕩過程中會出現電壓電流波動較大的現象，當電壓電流過高時，在機車上會導致高壓設備絕緣損壞、電壓互感器擊穿等事故，在牽引網上會導致接觸網燒毀、補償電容器組爆炸等事故。因此很有必要對此加以進一步研究。

通過檢索沒發現有與本實用新型相同技術的專利或其它文獻報道，與本實用新型有一定關系的專利或費專利文獻主要有以下幾個：

1、專利號為CN201420525945.0，名稱為“應用于城市軌道交通牽引供電系統的諧振抑制電路”的實用新型專利，該專利公開了一種應用于城市軌道交通牽引供電系統的諧振抑制電路，包含兩部分：第一部分為在主降壓變電站的出線部分加裝串聯電抗器；第二部分為在直流牽引變電所直流側1500V或750V正極和負極每一路出線上加裝串聯電抗器。該電路能夠提高城市軌道交通牽引供電系統供電的可靠性和起到良好的諧振抑制作用。

2、專利號為CN201420419628.0， 名稱為“一種48V直流供電電源諧振抑制電路”的實用新型專利，該專利公開了一種48V直流供電電源諧振抑制電路，其特征在于，包括：第一電抗器、第二電抗器、48V蓄電池組、N個并聯的正極支路電抗器和N個并聯的負極支路電抗器；48V高頻開關電源直流充電器的正極輸出端連接第一電抗器一端，負極輸出端連接第二電抗器一端；第一電抗器另一端經N條串接正極支路電抗器的正極支路接入輸電網正極；第二電抗器經N條串接負極支路電抗器的負極支路接入輸電網負極；48V蓄電池組并接在第一電抗器另一端和第二電抗器另一端之間。

3、作者：朱海貌、夏曉波、黃銳，于2012年12月，在期刊《電力電容器與無功補償》發表的“串聯電抗器抑制諧波的分析”論文，該論文提出了為了抑制諧波的危害，采取一種有效的措施，在電容器回路中串聯電抗器，這種方法表明串聯電抗器的電抗率不同，抑制諧波的效果也截然不同；該論文分析了電容器缺臺運行電容器部分擊穿運行對串聯電抗器諧波抑制的影響，同時介紹了并聯電容器及串聯電抗器額定電壓選擇應匹配才能有效抑制諧波的情況。