【正文】 幅值相同相位相反的附加電壓信號(hào)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與諧波的隔離，使電源的端電壓恢復(fù)成正弦波形。如圖53所示為其接線方式圖：圖53 有源濾波器串聯(lián)接線方式無(wú)源濾波器雖然因?yàn)槠湫矢?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)在配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，但是它的工作特性受系統(tǒng)參數(shù)影響較大，在投入使用的過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題。它只能對(duì)特定的幾次諧波進(jìn)行消除，而對(duì)其它次諧波無(wú)能為力，甚至?xí)鸱糯笞饔靡灾鲁霈F(xiàn)諧振現(xiàn)象，這樣的濾波裝置早晚會(huì)被性能更加優(yōu)越的濾波裝置取代。在電力電子技術(shù)大力而迅猛發(fā)展的今天， APF以其獨(dú)有的高度可控性和快速響應(yīng)性成功取代了無(wú)源濾波器在配電網(wǎng)上的位置。它除了能補(bǔ)償各次諧波、抑制閃變、補(bǔ)償無(wú)功等功能外，還有一機(jī)多能的特點(diǎn)，性價(jià)比相對(duì)較高，最重要的是APF的濾波特性不會(huì)受到系統(tǒng)阻抗的影響， 能夠很好的消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)，具有超強(qiáng)的自適應(yīng)功能，能夠自動(dòng)跟蹤并補(bǔ)償變化著的諧波?！　　∧壳?，在我國(guó)僅對(duì)低壓有源濾波技術(shù)有所涉獵的時(shí)候，國(guó)外的高壓有源濾波技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展。有源濾波技術(shù)作為改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的關(guān)鍵，它的應(yīng)用范圍將從補(bǔ)償改善自身的諧波向改善整個(gè)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量的方向發(fā)展，APF在我國(guó)的發(fā)展前景不容小覷。 圖54　有源濾波器APF 原理圖 加裝靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置在電力機(jī)車諧波源快速變化的過(guò)程中，諧波源除了產(chǎn)生諧波影響電網(wǎng)電壓外往往還會(huì)引起供電電壓的波動(dòng)，造成系統(tǒng)三相電壓不平衡、對(duì)稱，快速變化的諧波源嚴(yán)重影響了公用電網(wǎng)的質(zhì)量為電網(wǎng)供電帶來(lái)很多不必要的麻煩。為了有效的解決這一問(wèn)題，通常選擇給諧波源并聯(lián)裝設(shè)一個(gè)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)減小波動(dòng)的諧波量，裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置不但能解決上述問(wèn)題還能有效的抑制電壓波動(dòng)、電壓閃變、并且能夠有效的補(bǔ)償功率因子。在治理諧波影響的時(shí)候，除了對(duì)諧波源的諧波進(jìn)行處理和對(duì)諧波進(jìn)行濾波外，改善供電的環(huán)境也是十分必要的。選擇合適并盡可能三相對(duì)稱平衡的供電電壓可以有效減小諧波對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；或者選用較大容量的供電點(diǎn)（高一級(jí)的電網(wǎng)電壓）對(duì)諧波源供電也能夠有效增強(qiáng)電網(wǎng)承受諧波的能力；采用專門的線路對(duì)諧波源負(fù)載進(jìn)行供電能夠有效減少諧波對(duì)其他負(fù)載的影響的同時(shí)也有助于集中治理和消除高次諧波。本章小結(jié)由于諧波會(huì)對(duì)鐵路系統(tǒng)產(chǎn)生諸多的影響和危害，所以采取什么樣的方法來(lái)治理產(chǎn)生的諧波就是本章所進(jìn)行描述的。本章說(shuō)明了幾種處理諧波的方法，可以降低諧波源所產(chǎn)生的諧波含量。這種方法可以最直接的進(jìn)行諧波治理。也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。無(wú)源濾波是一種普遍且經(jīng)濟(jì)有效的治理諧波的方法。只要通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)源濾波器中的電容和電感的參數(shù)就可以對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，將具體的某次諧波或者某段頻率范圍內(nèi)的電壓電流諧波呈現(xiàn)出低阻抗通道，進(jìn)而把諧波導(dǎo)入地下，避免諧波對(duì)回路的影響。APF以其獨(dú)有的高度可控性和快速響應(yīng)性成功取代了無(wú)源濾波器在配電網(wǎng)上的位置，在我國(guó)的發(fā)展前景不容小覷。第6章 潛伏性故障的判斷及技術(shù)改進(jìn) 本章內(nèi)容是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作的經(jīng)驗(yàn)得出的一些對(duì)電壓互感器潛伏性故障的判斷，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一些技術(shù)改進(jìn)和防范措施。根據(jù)變壓器油的一些物理、電氣、化學(xué)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果和溶解氣體的色譜分析，對(duì)電壓互感器存在的一些潛伏性故障提供了判斷依據(jù)并對(duì)電壓互感器的可靠性進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出的電壓互感器潛伏性故障判斷方法主要有以下幾種：（1）對(duì)變壓器油的電氣、物理和化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢查可以判斷高壓電壓互感器是否出現(xiàn)故障。測(cè)得的變壓器油的性能指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)相符合并不代表就不存在隱含問(wèn)題，我們必須學(xué)會(huì)從這些指標(biāo)中觀察出隱藏的故障與危險(xiǎn)才能進(jìn)一步保證機(jī)車的正常運(yùn)行。指標(biāo)在擊穿電壓降低、閃點(diǎn)溫度降低的時(shí)候，酸值測(cè)定的結(jié)果卻提高，則可能是因?yàn)樵撾妷夯ジ衅鞯膬?nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了潛伏性過(guò)熱甚至還伴隨著電暈、電弧放電、火花等故障。在發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題的時(shí)候必須嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，對(duì)電壓互感器所使用的油進(jìn)行溶解氣體氣相的色譜分析可以判斷電壓互感器的潛在故障是否更加嚴(yán)重。（2）電壓互感器所使用的油會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓a(chǎn)生不同的氣體，因此我們可以根據(jù)故障點(diǎn)的溫度來(lái)判斷電壓互感器的故障是否嚴(yán)重。對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)能夠避免故障發(fā)展得越來(lái)越嚴(yán)重以致出現(xiàn)爆炸等不可挽回的后果。 故障點(diǎn)溫度計(jì)算公式： （61） 絕對(duì)產(chǎn)氣速率計(jì)算公式: （62） 相對(duì)產(chǎn)氣速率計(jì)算公式： （63） 電壓互感器技術(shù)改進(jìn) SF6 氣體絕緣通過(guò)對(duì)改善電壓互感器的絕緣技術(shù)來(lái)改善電壓互感器的性能也是一種非常有效的手段。改善絕緣技術(shù)實(shí)際上就是對(duì)絕緣材料進(jìn)行改變或改進(jìn)來(lái)提高互感器的絕緣性能。而新型的絕緣材料是改善絕緣性能的有效著力點(diǎn)，SF6是一種不燃、無(wú)毒、無(wú)臭、耐高壓的惰性氣體，除了具有這些優(yōu)越的化學(xué)性質(zhì)外還有很強(qiáng)的滅弧能力和很好的絕緣性能，非常符合電壓互感器對(duì)絕緣材料的選擇要求。只要在SF6氣體內(nèi)不出現(xiàn)局部放電的情況，材料的絕緣性能就不會(huì)老化；就算出現(xiàn)內(nèi)部絕緣故障也不會(huì)存在氣化現(xiàn)象有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。因?yàn)镾F6這些優(yōu)越的性能，它成為目前最佳的絕緣材料。在國(guó)外, SF6在高壓互感器的研究中已經(jīng)存在了一段時(shí)間并且占據(jù)了相應(yīng)的歷史地位。同樣國(guó)內(nèi)也已經(jīng)完成了樣機(jī)試制并對(duì)SF6的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐表明，采用SF6的電壓互感器的體積小、重量輕、具有良好的絕緣性能。在高壓放電時(shí)，由于氣體的可壓縮性產(chǎn)生的壓力相當(dāng)?shù)筒⒖捎脡毫︶尫牌鬟M(jìn)行有效的控制，SF6互感器是一種能夠防爆的高可靠性互感器?？梢灶A(yù)見的是，在不久的將來(lái)高可靠的SF6絕緣高壓互感器將會(huì)代替一部分油浸式高壓互感器。將SF6高壓互感器與SF6斷路器配套使用的更能體現(xiàn)出它顯著的優(yōu)越性。 電子式互感器 隨著鐵路系統(tǒng)的大力發(fā)展，輸變電系統(tǒng)規(guī)模不斷變大所供給的電壓也變得很高，為了滿足目前的發(fā)展趨勢(shì)，就要對(duì)現(xiàn)在機(jī)車所使用的互感器高規(guī)格要求。以前的互感器有以下缺點(diǎn)： （1）電網(wǎng)所供給的高電壓會(huì)使互感器處于高溫狀態(tài)，為了滿足熱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)出的電壓互感器就會(huì)很大很笨重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)、檢修時(shí)也會(huì)很麻煩。（2）電磁式電壓互感器由于自身的工作原理就會(huì)引發(fā)鐵磁諧振，產(chǎn)生危害。（3）電纜會(huì)發(fā)生耦合產(chǎn)生電磁干擾。（4）油浸式的絕緣結(jié)構(gòu)，由于溫度的影響就可能燃燒和爆炸，不安全。 電子式互感器采用將頻率脈寬調(diào)制器連接到普通電流互感器的二次繞組的方式。將光控二極管接到調(diào)制器上，光控二極管輻射的光通量與一次繞組的電流成正比，光接收機(jī)接收光通量后輸出電氣信號(hào)。由于電力電子器件近年來(lái)的快速發(fā)展和電力電子器件本身的高度可靠性，電子式互感器改變了部分傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形成一種功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、精度高、休積小并且能夠避免鐵磁諧振過(guò)電壓的新型互感器。本章小結(jié)本章是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的一些預(yù)防電壓互感器發(fā)生的故障?？梢酝ㄟ^(guò)用油的物理化學(xué)的一些性質(zhì)變化來(lái)分析出一些有規(guī)律可循的方法有效預(yù)防。也可以通過(guò)給出的計(jì)算公式分析潛在的隱患。還對(duì)互感器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，一些在國(guó)際上已經(jīng)趨于成熟的先進(jìn)技術(shù)，和高技術(shù)的新型研發(fā)產(chǎn)品可以在我國(guó)鐵路系統(tǒng)中大力推廣和運(yùn)用?？偨Y(jié) 電壓互感器是電力機(jī)車中一個(gè)重要的部分。它是保證機(jī)車正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分。本文通過(guò)HXD型機(jī)車常用的高壓電壓互感器一些介紹和分析，使讀者對(duì)互感器有一定了解。列舉了一些互感器存在的故障類型，從而引出發(fā)生故障的原因。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集的信息，逐步分析出高壓電壓互感器發(fā)生故障的原因。由于目前對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)事故發(fā)生的情況認(rèn)知有限，HXD型機(jī)車還是采用韶山系列的互感器。所以這方面是可以著手研究的。HXD型機(jī)車各方面要求都要高于韶山系列機(jī)車，所以提高HXD型機(jī)車所使用的互感器各項(xiàng)參數(shù)級(jí)別必不可少。例如提高結(jié)緣等級(jí)等。由于高壓電壓互感器經(jīng)常出現(xiàn)故障，而且電壓互感器也并沒(méi)有更新?lián)Q代，對(duì)于和諧機(jī)車來(lái)說(shuō)就會(huì)顯得很難滿足需求。所以先對(duì)現(xiàn)在常用的電壓互感器一些參數(shù)開始分析，了解了互感器的基本情況。然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的一些狀況進(jìn)行分析得出結(jié)論，找出導(dǎo)致故障發(fā)生的原因，再根據(jù)其原因提出有效的改進(jìn)和防范措施。本文也存在很多不足之處，波形的分析只是采用一些資料，由于機(jī)車運(yùn)行產(chǎn)生的高次諧波自己所能掌握的設(shè)備不足以對(duì)此進(jìn)行研究和分析。所以本文對(duì)和諧機(jī)車運(yùn)行中的高次諧波并沒(méi)有充分分析討論。所以只能從產(chǎn)生了諧波之后如何治理諧波著手。在以后的研究中可以加入仿真，對(duì)有源濾波器進(jìn)行深入分析。因?yàn)橛性礊V波器可以對(duì)電路輸入一個(gè)大小相同，相位相反的電流抑制諧波電流。而不會(huì)影響主電路。這可以作為以后發(fā)展濾波器的一個(gè)重要方向。致謝歲月如梭，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活就這樣快結(jié)束了。四年時(shí)間，我遇到了很多人，我們相遇、相知。在我遇到困難的時(shí)候你們給我鼓勵(lì)，遇到快樂(lè)的事我們一起分享。大學(xué)四年不只是學(xué)習(xí)。大學(xué)四年帶給我的汗水，淚水同樣重要。謝謝我敬愛(ài)的親人、老師、朋友和同學(xué)。值此論文順利完成之際，再次向你們表示本人由衷的感謝。首先，要感謝我的父母，是你們的撫養(yǎng)，我才有進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。從你們身邊離開成為一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體。二十多年的養(yǎng)育之恩無(wú)以為報(bào)。其次，要感謝的是我的導(dǎo)師陶若冰老師。感謝老師為我論文的編寫不辭辛勞。并且在該論文相關(guān)資料嚴(yán)重過(guò)缺乏的情況下老師想盡辦法幫我尋找。在我的論文規(guī)劃，收集資料和完成論文的過(guò)程中都給了我非常多的幫助，每當(dāng)我遇到問(wèn)題時(shí)都會(huì)耐心地講解和分析。陶老師為我的論文提出了很多讓我醍醐灌頂?shù)慕ㄗh和指導(dǎo)，通過(guò)陶老師的無(wú)私地幫助，和悉心指導(dǎo)我才能將論文順利準(zhǔn)時(shí)地完成。同時(shí)，我還要感謝論文編寫過(guò)程中給過(guò)我建設(shè)性意見的同學(xué)們，還和我共享寶貴資料。謝謝你們！還有成都鐵路局大功率機(jī)車培訓(xùn)班對(duì)我的培養(yǎng)。通過(guò)這篇論文我也可以對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有一定了解為我今后的工作有重要的幫助。再次感謝成都鐵路局大功率培訓(xùn)的老師們和領(lǐng)導(dǎo)們。 最后，感謝百忙之中評(píng)審論文以及參加答辯會(huì)的各位專家、老師，感謝你們對(duì)本論文的寶貴建議!參考文獻(xiàn)[1]劉艷.《電力機(jī)車高壓電壓互感器爆炸引起接觸網(wǎng)斷線的原因及預(yù)防措施》.成都鐵路局，[2] 和志文.《高次諧波過(guò)電壓對(duì)牽引變電設(shè)備的影響》.西安鐵路局，[3] 駱開源.《交流牽引傳動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)》.西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)，[4] 王向東、王漢東.《HXD1B型電力機(jī)車高壓電壓互感器故障分析及建議》.武漢鐵路局，[5] 劉同鋒等.《TBY125型電壓互感器原邊引入線燒斷故障的判斷方法》.鄭州鐵路局，[6] 曾佑恒、李長(zhǎng)榮.《TBYl25型高壓電壓互感器檢修維護(hù)及改造》.重慶機(jī)務(wù)段，[7] 鄧木生等.《電力機(jī)車干式高壓電壓互感器故障分析及預(yù)防措施》.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,[8] 袁季修.《電流互感器和電壓互感器》.中國(guó)電力出版社，[9] 許榮華.《電力機(jī)車用高壓電壓互感器設(shè)計(jì)》.株洲電力機(jī)車工廠,[10] 王麗華.《電壓互感器的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究》.[11] 卜正良等.《高壓電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)方法研究與實(shí)現(xiàn)》.武漢國(guó)測(cè)科技股份有限公司,[12] 盛彩飛.《電力機(jī)車和動(dòng)車組諧波電流的仿真研究》.北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，[13] 賀益康、潘再平.《電力電子技術(shù)》.，[14] 郭蕾等.《交一直一交高速動(dòng)車組機(jī)車的諧波模型及仿真分析》.西南交通大學(xué)，[15] 張民.《再生制動(dòng)工況下高速鐵路牽引供電系統(tǒng)諧波與負(fù)序分析》。西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，