【正文】 次)取為基波電流的1%左右。、分別為流向牽引變電所(SS)方向和分區(qū)所（SP）方向的牽引網(wǎng)電流。其傳動系統(tǒng)的主電路為“交一直”型，即整流器加直流牽引電機。以韶山4型機車為例，主電路采用大功率晶閘管與二極管組成的不對稱半控橋式整流電路(不等分三繞組，三段半控橋式整流調(diào)壓電路)。另外，經(jīng)仿真驗證，機車整流電路的段數(shù)越高，其功率因數(shù)也越高，其他電力機車也有此結(jié)論。對于牽引供電系統(tǒng)中高頻帶的諧波對系統(tǒng)的影響目前研究較少，而現(xiàn)場中高頻帶諧波確實對系統(tǒng)造成了一定危害，故本文對牽引供電系統(tǒng)中的諧波引起的諧波電流放大進行了仿真分析。 參 考 文 獻[1] 吳競昌,[M].北京:水利水電出版社,1988.[2] [M].北京:中國鐵道出版社,1998.[3] [M].北京:機械工業(yè)出版社,1998.[4] [J].鐵道學(xué)報,1999,21(10):1~6.[5] 曹建猷 電氣化鐵道供電系統(tǒng)[M].北京:中國鐵道出版社,1983.[6] [M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1991.[7] [J].電力建設(shè),1996(12):8~11.[8] [J].鄭州工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,22(3):48~50.[9] ——牽引供電系統(tǒng)[M]. 北京:中國鐵道出版社,1988.[10][M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.。(2) 本文粗略介紹了牽引供電系統(tǒng)。隨著網(wǎng)壓的增大，機車注入電網(wǎng)的諧波電流隨之下降。將牽引電動機和平波電抗器組成的負載回路等效為一個電阻R、電感L和等效直流電壓E組成的串聯(lián)支路。本文將研究現(xiàn)有交直型電力機車的主電路和牽引控制系統(tǒng)，建立整流電路各工作狀態(tài)下的模型。影響牽引供電系統(tǒng)諧波諧振點的主要因素有牽引網(wǎng)的單位長阻抗和導(dǎo)納、牽引網(wǎng)長度、機車位置、牽引變電所等值阻抗，當(dāng)機車向牽引網(wǎng)注入的諧波頻率等于或接近于牽引網(wǎng)的諧振點時就可能引起系統(tǒng)發(fā)生諧振。(a)為牽引供電系統(tǒng)原理圖，對其進行等效，(b)所示，牽引網(wǎng)總長為L。非特征諧波是由于整流設(shè)備控制角不均勻、供電電壓不平衡、系統(tǒng)三相阻抗不對稱、負荷波動等因素引起的，其諧波次數(shù)不能像特征諧波那樣由脈動數(shù)決定。整流負荷在實際運行過程中，除產(chǎn)生特征諧波外，還產(chǎn)生非特征諧波，即諧波次數(shù)不是6K177。忽略變壓器勵磁支路的分流，則根據(jù)牽引變壓器的變比，可計算出注入電力系統(tǒng)的諧波電流，即 () () () 整流負荷諧波源模型工礦企業(yè)的大中容量整流負荷廣泛采用三相6脈動和三相12脈動整流橋，由于整流器的非線性而產(chǎn)生諧波。由于供電臂的距離一般比較短，對于次數(shù)較低的諧波（一般19次以下），一般可以不考慮供電臂的分布參數(shù)特性。SS4型以后的電力機車一般采用多段橋式可控整流電流，完全實現(xiàn)了平滑調(diào)壓。 電氣化鐵路牽引供電示意圖 電力機車諧波分析電氣化鐵路牽引負荷主體是電力機車，因此，分析電氣化鐵路牽引負荷諧波情況，就必須首先分析電力機車的諧波特性。電力機車為了調(diào)速方便，一般采用直流電動機，但向機車供電的供電臂提供的是交流電，因此電力機車上需要整流裝置，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電。由接觸懸掛、鋼軌、回流線和吸流變壓器組成由接觸懸掛、鋼軌、自耦變壓器、正饋線和保護組成。自耦變壓器為低阻抗變壓器，即低漏磁變壓器，其具有漏磁低，相應(yīng)渦流損耗、結(jié)構(gòu)損耗低，空載電流小，無功損耗低，體積小，重量輕，節(jié)省材料等特點。，l代表接觸網(wǎng)，2代表鋼軌，3代表正饋線。 牽引網(wǎng)BT供電方式的原理圖AT供電方式在實行交流電氣化的前期，在牽引網(wǎng)中普遍應(yīng)用了BT供電方式。采用吸流變壓器后，只有吸流變壓器原邊的激磁電流仍流經(jīng)軌道和大地，但這個電流數(shù)量很小[9]。BT供電方式牽引網(wǎng)中架設(shè)吸流變壓器一回流線，可使?fàn)恳娏餮鼗亓骶€流回牽引變電所而不經(jīng)由軌道和大地，其原理可示于圖。這樣，在必要時，也可在分界點設(shè)置分區(qū)亭，將供電分區(qū)連通，由一個牽引變電所越區(qū)供電，或?qū)嵭袃蛇吂╇?。我國電氣化單線區(qū)段牽引網(wǎng)普遍采用單邊供電方式，即接觸網(wǎng)供電分區(qū)由牽引變電所從一邊供電。鋼軌重量一般采用50kg／m，某些支線和運量較小的區(qū)段采用43kg／m，大運量的干線區(qū)段逐步采用60kg／m。牽引電流經(jīng)由接觸網(wǎng)供給電力機車，然后沿軌道和大地流回牽引變電所。變壓器原邊接BC相；變壓器一端接A相，另一端接到原邊的中點。另外，單相接線負序電流也較大。牽引負載對電力系統(tǒng)而言屬于純單相負載。兩臺變壓器并列，接線完全相同。當(dāng)一臺變壓器因故停電時，另一臺必須跨相供電，即兼供左右兩邊供電分區(qū)的牽引網(wǎng)。 V/V接線時的原理電路圖v／v接線的單相牽引變電所一般采用容量相同的兩臺變壓器。兩臺變壓器作V/。采用三相變壓器供應(yīng)單相牽引負載也有缺點，主要表現(xiàn)為變壓器容量不能得到充分利用及高壓側(cè)負荷不平衡等。 Y／△—ll接線時的原理電路圖變壓器副邊c端接軌道地回路，由ac相和bc相分別供應(yīng)左、右兩邊供電分區(qū)的牽引網(wǎng)。下面將分別介紹牽引變電所和牽引網(wǎng)的情況[7]。主要闡述電牽引供電系統(tǒng)的一些基本概念和相關(guān)知識，并說明為何要研究采用自耦變壓器供電方式的電牽引供電系統(tǒng)。電氣化鐵道是為數(shù)不多的高壓用戶，其任一次諧波都通過高壓系統(tǒng)向全網(wǎng)滲透，不受變壓器接線方式的阻礙。牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流隨基波負荷劇烈波動，且范圍很大。隨著運營能力和各類負荷的增加，作為高壓單相非線性負載的電氣化鐵道，已成為引起電力系統(tǒng)諧波污染的主要諧波源之一。我國現(xiàn)行的電力機車主要是交直型的。APF的基本原理是從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產(chǎn)生一個與諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網(wǎng)電流中僅含有基波分量。高通濾波器也為R、L、C組合而成，在高于某個頻率后很寬的頻帶中呈現(xiàn)低阻抗特性，用于吸收若干較高次的諧波。其主要類型有以下四種：單調(diào)諧濾波器利用R、L、C電路串聯(lián)諧振的原理構(gòu)成。它既可補償諧波，又可補償無功功率，而且結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用。(2) 裝設(shè)諧波補償裝置來補償諧波這對各種諧波源都是適合的。其主要方法有以下兩個：(1) 對諧波源本身進行改造，減少其諧波含量這只適合于作為主要諧波源的電力電子裝置。 串聯(lián)諧振回路，當(dāng)考慮電容上的電壓以及電感中的電流在電壓源e(t)的作用下所產(chǎn)生的變化情況時，我們可以列寫出下面的方程 () 或 ()上述兩式也可寫成 () ()以上兩式是以和為變量的一階微分聯(lián)立方程組，(t)的情況，即可完全確定電路的全部行為。8是除法器，用它可求出各次諧波對基波的比值，7是顯示器，10是一種諧波報警器的裝置，當(dāng)某次諧波含量超過預(yù)置限度時，發(fā)出信號警告工作人員，其原理為：將畸變電壓經(jīng)雙T無源濾波器使基波至少衰減40dB、后面是隔離級，它對100~1250HZ（相當(dāng)于2次到25次諧波）具有水平的增益特性，總輸出經(jīng)整流后所得的直流電壓與諧波畸變的平均值成正比例。這樣，線路單位長度阻抗可表示為 ()式中，——基波時線路單位長度電抗值[4]。和可由下式計算 () ()式中，和——分別為該次諧波時輸電線路單位長度的阻抗和導(dǎo)納。若以、及分別表示線路單位長度的基波電阻、電抗和電納（電導(dǎo)一般略去），且此線路長度為l（KM）時，則基波等值電路參數(shù)為 () ()當(dāng)線路較長時(架空線路大于300km，電纜線路大于100km)，應(yīng)將此參數(shù)乘以修正系數(shù)，或增加等值型電路的個數(shù)，即不使每個型電路所代表的線路過長。因而變壓器諧波阻抗可表示為 ()式中，——為基波時變壓器的繞組電阻當(dāng)略去變壓器的電阻時，變壓器等值電路就是一個純電阻。漏抗值可近似認為是常數(shù)。變壓器是電力系統(tǒng)的諧波源之一，在諧波潮流計算中，可以將它看作單獨的諧波源。對發(fā)電機可按其阻抗角為估計。 發(fā)電機等值電路因此發(fā)電機的諧波電抗可表示為 ()式中，為基波時發(fā)電機的零序或負序電抗，由該次諧波的序特性決定。在高次諧波網(wǎng)絡(luò)里，發(fā)電機電勢(諧波電勢)為零，其等值電路為由發(fā)電機端點經(jīng)諧波電抗直接與中性點(地)相連。另一方面，在基頻下，容性元件的電抗為 ()在諧波存在時，其電抗值為 ()但是實上力系統(tǒng)個非常復(fù)雜的系統(tǒng)它包括平衡的輸電線電纜，動態(tài)負荷，線性元件、電力電子設(shè)備和非線性元件如電弧爐，熒光燈和飽和變壓器的磁芯。(2) 諧波電流標(biāo)準(zhǔn) 注入公共連接點的諧波電流允許值標(biāo)稱電壓(KV)基準(zhǔn)短路容量(MVA)諧波次數(shù)