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1、引言 suizhekejidejinbu,chengshihuashuipingdebuduantigao,chengshiguidaojiaotongyurenmenrichangshenghuoxixixiangguan。diguidaojiaotongxitongdeyongdianshebeibinfenfuza,qizhongxiangdianlijiche、空調水泵及風機、電梯、機房網絡設備、UPS、燈光調控係統、消防係統、監jian控kong係xi統tong和he其qi他ta電dian力li電dian子zi設she備bei分fen布bu在zai整zheng個ge地di鐵tie的de應ying用yong現xian場chang。造zao成cheng了le惡e劣lie的de諧xie波bo環huan境jing,對dui保bao證zheng電dian力li係xi統tong和he設she備bei的de安an全quan正zheng常chang運yun行xing造zao成cheng了le極ji大da的de威wei脅xie。本ben文wen通tong過guo對dui諧xie波bo問wen題ti產chan生sheng的de原yuan因yin進jin行xing分fen析xi,提ti出chu切qie合he工gong程cheng實shi施shi的de解jie決jue方fang案an。
2、軌道交通存在的問題 軌道供電係統中主要存在以下五點問題: (1) 軌道交通的供電係統是比較特殊的單相供電,這樣導致了三相的嚴重不平衡; (2) diantieguidaojiaotonggongdianxitongshijingdagonglvzhengliuqiaozhengliushuchuhougongjichequliuqianyin,muqianguoneidiantiejichedoushicaiyongzhiliuzhanboqizuoweiqianyinjichezhiliudianyuanzhengliuxitong,jicheqianyinquliushifuhebianhuajuliejikuaisu,chanshengdaliang11次、13次諧波電流; (3) 其次是站用變頻器、UPS、開關電源大量非線性負荷(3次、5次、7次等),且隨著節能的需要,變頻負荷所占比重逐年提高。變頻負荷逐年增加,其產生的諧波電流也在相應增加。 (4) 電力機車頻繁啟動、加速、製動使得係統無功快速變化,諧波存在也增加了係統無功的損耗,致使功率因數變化不定且低下。 (5) 根據GB50157-2003《地鐵設計規範》,地di鐵tie動dong力li照zhao明ming供gong電dian係xi統tong應ying采cai用yong並bing聯lian電dian力li電dian容rong器qi作zuo為wei無wu功gong補bu償chang裝zhuang置zhi。從cong理li論lun上shang,該gai電dian力li電dian容rong器qi無wu論lun在zai基ji波bo下xia還hai是shi在zai諧xie波bo下xia均jun表biao現xian為wei容rong性xing,因yin此ci,對dui於yu不bu論lun是shi來lai自zi於yu配pei電dian變bian壓ya器qi高gao壓ya側ce的de諧xie波bo還hai是shi來lai自zi於yu低di壓ya變bian頻pin負fu荷he產chan生sheng的de諧xie波bo均jun會hui起qi到dao放fang大da作zuo用yong。其qi放fang大da作zuo用yong已yi被bei國guo內nei多duo個ge地di鐵tie係xi統tong的de實shi測ce結jie果guo所suo驗yan證zheng。
3、諧波產生的危害 (1) 影響動力電氣設備的正常工作,除了引起附加損耗外,還可使變壓器局部嚴重過熱,使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,嚴重時會導致變壓器燒毀、電纜放炮、電容器擊穿等故障; (2) 會引起係統中局部並聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,使前述的危害大大增加,甚至引起嚴重事故; (3) 會導致電力係統內繼電保護和自動裝置誤操作,如保護開關誤跳閘,導致部分線路斷電; (4) 使電力係統內計算機等精密設備無法正常工作;
4、軌道交通係統諧波解決方案 ANAPF有源濾波器具有動態響應速度小於20ms,濾除2-21cixiebo,keyishishijiancexitongdexiebodianliu,kongzhiminglingzhuangzhifachufanxiangxiangdengdexiebodianliu,pinghengxitongxiebodianliu,lvchuxitongxiebodianliu,quchuxitongxiebodianliu,quchuxiebosunhao,wendingxitongdianya,pinghengsanxiangdianya,buchangwugongsunhao。
4.1 ANAPF有源濾波器主要技術特點 DSP+FPGA全數字控製方式,具有極快的響應時間 ;先進的主電路拓撲和控製算法,精度更高、運行更穩定;一機多能,既可補諧波,又可兼補無功;模塊化設計,便於生產調試;便利的並聯設計,方便擴容;具有完善的橋臂過流、保護功能;使用方便,易於操作和維護。 4.2 ANAPF有源濾波器主要技術參數
 4.3 ANAPF有源濾波器報價及元件清單
 4.4 ANAPF有源濾波裝置在軌道交通中的應用案列 某城市軌道交通係統,變電係統的諧波治理采用集中補償方式。下圖為有源濾波裝置投入前後諧波電壓、諧波電流治理圖:
 圖一 補償前電網波形圖 圖二 補償後電網波形圖
 圖三 補償前5次諧波電流頻譜圖 圖四 補償後5次諧波電流頻譜圖
 圖五 補償前7次諧波電流頻譜圖 圖六 補償後7次諧波電流頻譜圖
 圖七 補償前功率因數波形圖 圖八 補償後功率因數波形圖 由投入濾波器前後電網電流波形可以清楚地看出,電網電流諧波絕大部分被濾除掉,波形已經為正弦波,總電流由2343A降低為2240A,電流有效值降低4.3%;總的電流畸變率由25.2%降為3.3%,補償率達到89%,功率因數由0.95提高到0.99。對dui照zhao國guo標biao電dian網wang諧xie波bo電dian流liu允yun許xu值zhi可ke以yi清qing楚chu地di看kan出chu,補bu償chang前qian各ge次ci諧xie波bo電dian流liu明ming顯xian超chao過guo國guo標biao要yao求qiu數shu倍bei,補bu償chang後hou各ge次ci諧xie波bo電dian流liu均jun能neng達da到dao國guo標biao要yao求qiu。對dui於yu軌gui道dao交jiao通tong供gong電dian係xi統tong,安an全quan運yun行xing是shi第di一yi位wei的de。有you源yuan濾lv波bo器qi投tou入ru後hou,配pei電dian係xi統tong諧xie波bo得de到dao了le很hen好hao的de抑yi製zhi,提ti升sheng供gong電dian係xi統tong的de供gong電dian可ke靠kao性xing,消xiao除chu諧xie波bo對dui軌gui道dao交jiao通tong係xi統tong的de供gong電dian影ying響xiang,保bao障zhang了le城cheng市shi軌gui道dao係xi統tong的de安an全quan運yun行xing。
5、結論 本文分析了城市軌道交通係統的諧波存在源、諧波特性以及危害,介紹了ANAPFdiyayouyuanlvboqidetedianyijijishucanshu,bingtongguomouchengshiguidaojiaotongxitongzhongyouyuanlvboqideyingyonganli,duibifenxileyouyuanlvboqitouruqianhoudexiebozhiliqingkuang,youyouyuanlvboqitouruqianhouduibitufenxiduichengshiguidaojiaotongjinxingxiebozhilihougaishanlediannengzhiliang,zongtitishengleguidaojiaotongxitongshebeideyunxingxiaolvhedianlinengyuandeshiyongxiaolv。
【參考文獻】 [1]郭其一. 同濟大學電氣工程. 城市軌道交通係統混合濾波器的設計及仿真. 2009:340-343 [2]上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版
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