【正文】 故障點(diǎn)溫度計(jì)算公式。 （ 2）電壓互感器所使用的油會(huì) 因?yàn)闇囟鹊淖兓?產(chǎn)生不同的氣體，因此 我們可以根據(jù) 故障點(diǎn)的溫度 來判斷 電壓互感器 的 故障 是否 嚴(yán)重 。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)?該電壓互感器的內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了潛伏性過熱 甚至 還伴隨著電暈、電弧放電、火花等故障。 電壓互感器潛伏性故障判斷 通過現(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。 第 30 頁 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，并通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一些技術(shù)改進(jìn)和防范措施。只要 通過調(diào)節(jié)無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。也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。本章說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。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。為了有效的解決這一問題，通常 選擇給 諧波源并聯(lián)裝設(shè) 一個(gè) 靜止無功補(bǔ)償裝置 來 減小波動(dòng)的諧波量， 裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置不但能解決上述問題還能 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。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 在我國的發(fā)展前景不容小覷。它除了能補(bǔ)償各次諧波、抑制 閃變、補(bǔ)償無功等功能外，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。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。 有源濾波器 接在 電壓互感器中 就相當(dāng)于 一個(gè) 受 電壓控制的電壓源， 它能夠自動(dòng) 檢測(cè)電源電壓中的諧波電壓分量，產(chǎn)生與 一個(gè)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。 (4)有源濾波器可以對(duì) 高 次諧波電流 和 非整數(shù)倍的諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償， 并且可以 同時(shí)對(duì)單個(gè)或多個(gè)諧波源 進(jìn)行補(bǔ)償 ，大大的提高了濾波器的工作效率。 (2)有源濾波裝置 以一個(gè)含高阻抗的電流源的形式存在于電路中，不會(huì) 對(duì)系統(tǒng) 原有的 阻抗產(chǎn)生影響。 采用有源濾波器濾波 有源濾波器是利用可控器件 給 電網(wǎng) 輸 入與原有諧波電流幅值相同、相位相反的電流 ，使諧波電流與通過可控器件輸入的電流完全抵消。 電抗器 數(shù)值 計(jì)算方式為： ? ?CnL 202/1 ?? （ 52） 第 27 頁 式中 n 為 諧波電流次數(shù) 。 如圖 51所示為常用的幾種濾波器的接線方式，其中（ c）（ d）均屬于高通濾波器 ： CLR1C1L1R2C2L2R 3RCL R 1C2CLR（ a ） 單 調(diào) 諧 濾 波 器（ b ） 雙 調(diào) 諧 濾 波 器（ c ） 二 階 高 通 濾 波 器( d ) C 型 濾 波 器 圖 51 常用接線方式 利用無源濾波器的濾波原理， 結(jié)合各濾波器的 接線方式及濾波性質(zhì)可以得到新型的電壓互感濾波電路濾掉多次諧波。只要 通過調(diào)節(jié)無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 第 26 頁 路的影響。而 這種接線也可 以有效的 消除 3 的倍數(shù)次的高次諧波 ,改變變壓器三相繞組的接線方式 是抑制高次諧波的最基本的方法 之一。 當(dāng) 同一段母線向 兩臺(tái) 及 以上整流變壓器供電時(shí) , 將變壓器一次側(cè)繞組分別交替接成 Y 型和△形 ,能夠 使 5 次、 7 次諧波相互抵消 ,從而有效的降低諧波影響。通過改變載波比 在所需的頻率周期內(nèi) ,將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的交流輸出電壓脈沖 也能有效的 治理諧波。 因此增加整流 器的 脈 沖 數(shù)可 以 平滑 電流電壓 波形 ， 減少諧波 含量 。 電網(wǎng)中的主要諧波源 之一是整流器 ， 由它的 特征頻譜 n=Kp177。 降低諧波源的諧波含量 從源頭上減少或消除諧波能在很大程度上提高電網(wǎng)的質(zhì)量，并且能夠最大程度的節(jié)約因?yàn)橄C波而對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、維護(hù)、優(yōu)化而產(chǎn)生的 成本，大大節(jié)省了消除諧波影響而產(chǎn)生的費(fèi)用。 而過電壓會(huì)使高壓互感器產(chǎn)生高溫，高溫的長時(shí)間作用會(huì)使得絕緣層老化，就容易 引發(fā)匝間擊穿。 機(jī)車過分相時(shí)就容易出現(xiàn)電弧，進(jìn)出分相就會(huì)形成兩次電弧。對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的附加損 耗和轉(zhuǎn)矩都會(huì)產(chǎn)生影響。 用電設(shè)備自身就在運(yùn)行中產(chǎn)生了諧波。 發(fā)電質(zhì)量不高，從電網(wǎng)源頭就產(chǎn)生了諧波。但是如果輸入互感器的電壓值超出了互感器的絕緣等級(jí)，就會(huì)引發(fā)匝間擊穿。而過電壓會(huì)使高壓互感器產(chǎn)生高溫，高溫的長時(shí)間作用會(huì)使得絕緣層老化。但是機(jī)車過分相時(shí)就容易出現(xiàn)電弧，進(jìn)出分相就會(huì)形成兩次電弧。輸電線路的電阻會(huì)隨著頻率的升高而增加，在集膚效應(yīng)的作用下，輸電線路的附加損耗也隨之增加；諧波使三相供電系統(tǒng)中的中性線的電 流增大導(dǎo)致中性線過載；輸電線路上的電感電容與產(chǎn)生諧波的設(shè)備組成的串聯(lián)回路或并聯(lián)回路發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振產(chǎn)生的諧波過電壓、過電流對(duì)相關(guān)設(shè)備的危害性較大，諧波電壓升高、諧波電流增大都會(huì)引起繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)損壞設(shè)備。諧波電流（特別是 3 及其倍數(shù)次諧波）使三角形連接的變壓器銅耗增加，從而在繞組中形成環(huán)流使繞組過熱；全星形連接的變壓器繞組中性點(diǎn)接地且該側(cè)電網(wǎng)中分布電容較大時(shí)，形成的 3次諧波會(huì)使變壓器附加損耗增加。因?yàn)榧w效應(yīng)、磁滯 、渦流等引起的附加損耗隨頻率增高而增加，從而導(dǎo)致電力用戶電動(dòng)機(jī)的總損耗急劇攀升；諧波電流產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生顯著的脈沖轉(zhuǎn)矩可能會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)軸扭曲振動(dòng)。 第 23 頁 過電壓對(duì) 供電系統(tǒng) 的危害 供電系統(tǒng)中的諧波危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。整流裝置從電網(wǎng)吸收了缺角的正弦波使得電網(wǎng)剩余部分缺角，由此產(chǎn)生的諧波最多可占諧波總含量的 40%；采用相位控制的變頻 裝置會(huì)因?yàn)槿嘭?fù)荷的不平衡產(chǎn)生的諧波約占總諧波的 20%；熒光燈，高壓汞、鈉燈等氣體放電類電光源非線性嚴(yán)重產(chǎn)生諧波。輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波，電力變壓器鐵芯飽導(dǎo)致磁化曲線的非線性，使得磁化電流在磁化曲線的近飽和段上呈尖頂波形，含大量奇次諧波，嚴(yán)重時(shí) 3 次諧波電流甚至能達(dá)到額定電流的 %。此類諧波的產(chǎn)生因素很多，在鐵路系統(tǒng)中多是由于機(jī)車 啟動(dòng)，再生制動(dòng)工況中。變壓器鐵心飽和，磁化曲線非線性，工作磁密在磁化曲線飽和處，出現(xiàn)了奇次諧波。第二輸配電系統(tǒng)中，在傳輸配電環(huán)節(jié)將有諧波的電傳輸給用電設(shè)備。第一發(fā)電質(zhì)量不高，從電網(wǎng)源頭就產(chǎn)生了諧波。 第 22 頁 第 4章 諧波產(chǎn)生的因素及危害 在電力的生產(chǎn)，傳輸、轉(zhuǎn)換和使用的 每 環(huán)節(jié)中都會(huì)產(chǎn)生諧波。 機(jī)車制動(dòng)、空載時(shí)，當(dāng)同相區(qū)內(nèi)無諧波因素影響時(shí)（外界無直流和交流機(jī)車運(yùn)行時(shí)）， RC 支路電流最小（ 4~5A）；當(dāng)同分相區(qū)內(nèi)有直流傳動(dòng)機(jī)車（ SS 型）和交流傳動(dòng)機(jī)車運(yùn)行通過時(shí)，電網(wǎng)諧波分量增，幅值增大，RC 支路電流增高，其諧波頻率、幅值依機(jī)車類型、數(shù)量、工況而定。 經(jīng)過測(cè)試 這些故障的產(chǎn)生原因都與機(jī)車運(yùn)行而產(chǎn)生的諧波有重要關(guān)聯(lián) 。 電壓互感器 頻繁出現(xiàn)故障， 不單單 是 HXD 類型 機(jī)車 的 電壓互感器出現(xiàn)故障。 第 12 頁 諧波測(cè)試波形圖 圖 31 測(cè)試數(shù)據(jù) 1 圖 32 測(cè)試數(shù)據(jù) 2 第 13 頁 圖 33 諧波實(shí)時(shí)量化圖 1 圖 34 諧波實(shí)時(shí)量化圖 2 第 14 頁 圖 35 諧波實(shí)時(shí)量化圖 3 圖 36 諧波實(shí)時(shí)量化圖 4 第 15 頁 圖 37 諧波實(shí)時(shí)量化圖 5 圖 38 諧波實(shí)時(shí)量化圖 6 第 16 頁 圖 39 諧波實(shí)時(shí)量化圖 7 圖 310 諧波實(shí)時(shí)量化圖 8 第 17 頁 圖 311 諧波實(shí)時(shí)量化圖 9 圖 312 諧波實(shí)時(shí)量化圖 10 第 18 頁 圖 313 諧波實(shí)時(shí)量化圖 11 圖 314 諧波實(shí)時(shí)量化圖 12 第 19 頁 圖 315 諧波實(shí)時(shí)量化圖 13 圖 316 諧波實(shí)時(shí)量化圖 14 第 20 頁 圖 317 諧波實(shí)時(shí)量化圖 15 第 21 頁 本章小結(jié) 本章從 監(jiān)測(cè)、采集 HXd3 交流傳動(dòng)電力機(jī)車運(yùn)行區(qū)間時(shí)的接觸電網(wǎng)電壓、電流波形及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)諧波數(shù)據(jù)，分析由 HXd3 交流傳動(dòng)電力機(jī)車產(chǎn)生的高次諧波對(duì)運(yùn)行在該區(qū)間直流電力機(jī)車的影響（目前主要表現(xiàn)為牽引繞組過電壓吸收 RC 支路電流增大，發(fā)熱嚴(yán)重），對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及諧波量化指標(biāo)分析，找出諧波影響的關(guān)鍵因素點(diǎn)（頻率點(diǎn)、機(jī)車狀態(tài)點(diǎn)、區(qū)域點(diǎn)），為采取有效的諧波抑制、治理措施及制定合理的解決方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。本次測(cè)試采集數(shù)據(jù) SS4線路持續(xù)大電流牽引工況時(shí)， RC 支路電流 9~11A。 本務(wù)機(jī)車（ SS4 型）制動(dòng)、空載時(shí)，當(dāng)同相區(qū)內(nèi)無諧波因素影響時(shí)（外界無直流和交流機(jī)車運(yùn)行時(shí)）， RC 支路電流最小（ 4~5A）；當(dāng)同分相區(qū)內(nèi)有直流傳動(dòng)機(jī)車（ SS 型）和交流傳動(dòng)機(jī)車運(yùn)行通過時(shí)，電網(wǎng)諧波分量增，幅值增大， RC 支路電流增高，其諧波頻率、幅值依機(jī)車類型、數(shù)量、工況而定。 寶雞站分相區(qū)段（主要車型 SS、 HX、 DJ1） 1 1 2 23 3 3 3 41次諧波表現(xiàn)突出，諧波幅值偏高，直流機(jī)車主要產(chǎn)生 9 低次諧波， RC 支路電流基本在 7~12A。 進(jìn)秦嶺站 分相區(qū) 測(cè)試分析總結(jié)： 秦嶺站分相區(qū)（主要車型 SS HXD3） 8 8 8 89次諧波表現(xiàn)突出，在測(cè)試全過程中諧波幅值最高， RC 支路電流最大（ 15A），主要因素為 HXD3 機(jī)車站區(qū)制動(dòng)、啟動(dòng)牽引運(yùn)行， 其影響程度依 HXD3 機(jī)車運(yùn)行臺(tái)數(shù)及工況而定，初判HXD3 運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生 8 8 8 89 次諧波，其諧波幅值隨臺(tái)數(shù)多而增大。 電流最大值:48:55, 最小值:49:52。 13:33:47 暫停測(cè)試， 13:46:05開始測(cè)試出青石崖，準(zhǔn)備進(jìn)入分相區(qū)。 電流平穩(wěn)電流值 左右。電壓諧波比較 NO 段有明顯升高，但 8 889 次幅值較高。電壓諧波比較 NO 段有明顯降低，但 8 8 889 次幅值較高。電壓諧波對(duì)于 NO 段的諧波幅值不同程度降低，波動(dòng)量降低。 13:23:07 暫停測(cè)試， 13:27:35開始測(cè)試，過分相。 NO 13:21:3113:23:07 SS497 、HXD30175 、HXD30634 牽引，速度較高 50 公里左右。各次電壓諧波也有不同程度的增加， 3 4 88 89 次表現(xiàn)突出。HXD30175 、HXD30634 牽引→空載。 有 HXD3通過， 楊家灣 觀音山。 LM 13:07:5013:13:28 SS497 、HXD30175 、HXD30634 牽引加速 電流最大值:8:38。 12:56:36 至12:58:08 過分相暫停測(cè)試。 電流最大值:1:3最小值:4:41。 進(jìn)楊家灣站 KL 12:58:0813:07:50 SS497 、HXD30175 、HXD30634 空載。 電流最大值:56:26（短時(shí)大電流）。 電流值約為 .電壓諧波 3 次至 45 次及 8 8 87 次幅值表現(xiàn)密集。 電流最大值:55:01（三機(jī)車減速牽引）、最小值 :51:62進(jìn)楊家灣站 第 9 頁 （ SS4 低速減載停車，HX 兩車空載）。各次諧波波動(dòng)較大。 寶雞 寶雞南