【正文】 (1) 本文闡述了諧波的危害、標(biāo)準(zhǔn)及各元件的等值電路諧波參數(shù)。機車采用傳統(tǒng)的直流傳動方式，牽引電機為串勵脈流牽引電動機。、分別為在機車位置向牽引變電所方向和分所方向看去的牽引網(wǎng)阻抗。例如，對于三相6脈動整流橋，產(chǎn)生15次等非特征諧波；對于三相12脈動整流橋，產(chǎn)生17次等非特征諧波。在圖所示的牽引供電系統(tǒng)中，當(dāng)A、B兩個供電臂同時有機車時，可以根據(jù)疊加原理先求出一臂有機車時其諧波電流在牽引變壓器低壓側(cè)繞組中的分布，然后再求出另一臂有機車時其諧波電流在牽引變壓器低壓側(cè)繞組中的分布，二者相加，就是兩個供電臂同時有機車時諧波電流在牽引變壓器低壓側(cè)繞組中的分布。SS3型電力機車也采用二極管整流電路，但機車變壓器調(diào)壓級位減少，且級間采用了可控硅整流電路，實現(xiàn)了平滑調(diào)壓。一般一條供電臂長度在20千米左右，供電機車臺數(shù)為1—3臺。正饋線沿供電分區(qū)架設(shè)，與回流線相似。但這種方式也有缺點，即電力機車處于吸流變壓器附近時防護(hù)效果差。目前有效的方法有兩種：一種是在牽引網(wǎng)中架設(shè)吸流變壓器一回流線，稱為BT供電方式；另一種是在牽引網(wǎng)中采用自耦變壓器一正饋線回路，稱為AT供電方式。(1) 牽引網(wǎng)的供電方式① 一般供電方式單線區(qū)段的牽引網(wǎng)的供電可分為單邊供電和雙邊供電兩種方式，復(fù)線區(qū)段的牽引網(wǎng)又分為單邊分開供電、單邊并聯(lián)供電和雙邊紐結(jié)供電。 T接線時的原理電路圖 牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是由接觸網(wǎng)和軌道地回路構(gòu)成的供電網(wǎng)的總稱。單相接線的弱點是不能供應(yīng)地區(qū)三相電力負(fù)載和變電所自用三相電力。② 單相接線：單組接線又稱簡單單相接線。由于變壓器線圈電流等于饋線電流，所以后者的長期容許值就等于變壓器的額定電流，變壓器容量可以得到充分利用。另外，兩臺變壓器并列，當(dāng)一臺變壓器停電時，供電不致中斷。它主要由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成。(4) 高壓滲透性。本文將討論電氣化鐵道的高次諧波問題。② 采用有源電力濾波器(Active Power Filter，簡稱APF)是牽引供電系統(tǒng)諧波抑制的一個重要發(fā)展趨勢。盡管如此，無源型交流濾波器當(dāng)前仍是補償諧波的最主要手段。所以，實際上針對系統(tǒng)中的諧波，能采用的是方法2。 諧波電壓表方框圖 輸電線路諧波諧振頻率分析方法輸電線路由于存在分布的線路電感和對地電容，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)滿足一定條件時，就可能引起線路諧振現(xiàn)象的發(fā)生，使得諧波電流以及諧波電流發(fā)生放大。 輸電線路的電阻因集膚效應(yīng)將隨諧波次數(shù)增加而增大，對通常應(yīng)用的導(dǎo)線規(guī)格，電阻的變化情況可用如下近似公式表示 ()式中，和——分別為諧波和基波時單位長度線路電阻值。 輸電線路等值電路作基波（n=1）計算時，等值電路參數(shù)為分布參數(shù)的簡單集中。 變壓器等值電路其阻抗值由繞組電阻和漏抗所組成。有功功率只是網(wǎng)絡(luò)里各元件的損耗，因此往往需將各元件的損耗按電阻形式估計。 發(fā)電機合格的發(fā)電機，其電勢可認(rèn)為是純正弦的，即不含有高次諧波，因而發(fā)電機電勢只存在與基波網(wǎng)絡(luò)。同時為保證大量而普遍存在的低壓電動機、并聯(lián)電容器的安全運行，保證計算機的正常工作和符合保護(hù)及遠(yuǎn)動裝置對電源諧波的要求，其電壓總諧波畸變率確定為5%?？鄢弦患夒娋W(wǎng)傳到本級電網(wǎng)的諧波電壓后，剩余的諧波電壓即為本級電網(wǎng)對其全部用能承擔(dān)的全部諧波能力，再按每個用戶接入本級電網(wǎng)取用的供電容量額，計算該用戶允許注入電網(wǎng)的諧波電流。各級電網(wǎng)的限制均由低壓電網(wǎng)經(jīng)中壓電網(wǎng)到高壓電網(wǎng)逐級減小，在電網(wǎng)正常運行方式下，并把國際大電網(wǎng)會議推薦的“低值”作為電網(wǎng)諧波正常水平的限制值。(3) 總諧波畸變率波形畸變的程度，常以其總諧波畸變率來表示，作為衡量電能質(zhì)量的一個指標(biāo)。(3) 由于諧波電流使開關(guān)設(shè)備在啟動瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，使暫態(tài)恢復(fù)峰值電壓增大，破壞絕緣，還會引起開關(guān)跳閘，引起誤動作。這一特性使得我們可以將各次諧波分別來處理。因為電力系統(tǒng)是由雙向?qū)ΨQ元件組成的，這些元件產(chǎn)生的電壓和電流具有半波對稱性。2 諧波 諧波含義國際上公認(rèn)的諧波含義為:“諧波是一個周期電氣量的正弦波量，其頻率為基波頻率的整倍數(shù)”。我國曾經(jīng)組織數(shù)次較大規(guī)模的電氣化鐵道諧波測試工作，主要是在牽引變電站進(jìn)行長時間的實地測量，通過對實測數(shù)據(jù)的處理，找出牽引變電站電流諧波的分布規(guī)律。因此有必要對牽引供電系統(tǒng)中的諧波諧振特性進(jìn)行分析和研究，為避免發(fā)生諧波諧振提供相應(yīng)的理論參考。其中將建成京滬、京廣、京哈、滬涌深及徐蘭、杭長、青太及滬漢蓉“四縱四橫”高速鐵路客運專線16000公里，形成我國鐵路快速客運網(wǎng)。隨著交直交動車組在電氣化鐵道中的大量采用，使得牽引供電系統(tǒng)中的諧波特性發(fā)生變化，除了含有低頻帶的7次等諧波外，在高頻帶還出現(xiàn)了大量的高次諧波。盡管這些高頻帶諧波含有率不高，但其卻大大增加了系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性。我國目前既有普速鐵路線上，主要采用的是交直型電力機車，其采用半控橋式整流裝置，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來實現(xiàn)機車出力的調(diào)節(jié)，這種方式使得交直型機車的功率因數(shù)較低，并產(chǎn)生豐富的諧波，這些諧波注入到電力系統(tǒng)中后將對電網(wǎng)造成污染，危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 課題研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)諧波被廣泛關(guān)注，鐵路牽引供電諧波也成了諧波領(lǐng)域中的一項重要研究對象。1984年鐵道科學(xué)研究院機車車輛研究所在石板灘、養(yǎng)馬河等牽引變電所安裝測量裝置，得到了牽引負(fù)荷的功率因數(shù)和諧波特性，并以此為依據(jù)投入補償裝置。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍數(shù)，我們也常稱它為高次諧波[2]。(2) 相序性在一個三相對稱平衡系統(tǒng)中，單頻率諧波分量只能是完全正序的，或完全負(fù)序的，或完全零序的。也就是，對各次諧波分別建立等效電路(在頻率域)并求解電流和電壓。(4) 電力電子設(shè)備通?？烤_電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來控制和操作，若電壓有諧波成分時，零交叉移動，波形改變，易造成許多誤動作。各次諧波含有率的平方和的平方根值稱為總諧波畸變率THD(Toatl Harmonic Distortion)，簡稱畸變率DF(Distortion Factor)。各國規(guī)定的限制各級電壓電網(wǎng)電壓波形畸變率是非常接近的，電壓總諧波畸變率大致如下低壓電網(wǎng)(KV):＝4%~5%中壓電網(wǎng)(~72kV):＝%~5%高壓電網(wǎng)(84kV及以上):＝l%~%其中，低壓電網(wǎng)的諧波電壓允許值是諧波標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)限值。 我國諧波標(biāo)準(zhǔn)我國諧波國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549．93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》是國家技術(shù)監(jiān)督局于1993年7月31日發(fā)布，1994年3月1日起實施的。(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)及諧波電流允許值(A)2345678910786239622644192161004334213414241111101002620132015352501512126650016131310075012標(biāo)稱電壓(KV)基準(zhǔn)短路容量(MVA)諧波次數(shù)及諧波電流允許值(A)101112131415161710162813241112186100161310101003525066500100750標(biāo)稱電壓(KV)基準(zhǔn)短路容量(MVA)諧波次數(shù)及諧波電流允許值(A)1819202122232425101614126100101003525066500100750電網(wǎng)公共連接點的全部用戶向該點注入的諧波電流分量(方均根值)。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。對發(fā)電機可按其阻抗角為估計。漏抗值可近似認(rèn)為是常數(shù)。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。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]。 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。(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。其主要類型有以下四種：單調(diào)諧濾波器利用R、L、C電路串