【正文】 n)，簡稱畸變率DF(Distortion Factor)。電壓有效值有相同的定義和形式 （）(2) 諧波含有率電壓畸變波形的第n次諧波電壓含有率等于其第n次諧波電壓方均根值與其基波電壓方均根值的百分比 ()電流畸變波形的第n次諧波電流含有率等于其第n次諧波電流方均根值與其基波電流方均根值的百分比 （）實際工作中常以頻譜(幅頻特性)來表示諧波含有率。 ()由此可見，非正弦周期性電流的有效值，等于其各次諧波電流有效值的平方和的平方根值。 畸變波形的度量指標(1) 畸變波形的有效值周期性電壓和電流的瞬時值都隨時間而變，在工程實際應(yīng)用中常采用有效值這個數(shù)字特征量來衡量電流和電壓的大小。(4) 電力電子設(shè)備通常靠精確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。(2) 當高次諧波產(chǎn)生時，由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，涌入大量電流，導致電容器過熱，甚至損壞，還可能產(chǎn)生振動和噪聲。諧波還能產(chǎn)生共振及噪聲。 高次諧波危害系統(tǒng)發(fā)生諧振后，諧波電流和諧波電壓可能成倍增大，產(chǎn)生過電壓和過電流，危害設(shè)備安全運行。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。(3) 獨立性平衡電力系統(tǒng)的線性網(wǎng)絡(luò)對不同諧波的響應(yīng)是相互獨立的。這里指出兩點：如果存在諧波，則無論系統(tǒng)是否平衡，都存在零序和負序電流。二次、五次、八次、…諧波是負序的。(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，或完全負序的，或完全零序的。半波對稱的特點是，沒有直流分量且偶次諧波(2，4，6，?)被抵消。 諧波特性(1) 對稱性奇對稱的特點是，展開為傅立葉級數(shù)時沒有余弦項。他提出的傅立葉分析是一種研究和分析諧波畸變的有效方法。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]。(3) 對牽引供電系統(tǒng)高次諧波諧振運用MATLAB進行仿真。 本課題的研究內(nèi)容與目標本文主要關(guān)注以下內(nèi)容：(1) 了解高次諧波的定義、危害、標準、參數(shù)、抑制及其測量等。實測法需要投入大量的人力物力，周期長，通用性也不太好。1984年鐵道科學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。山西電科院、西南交通大學、北京交通大學、西安交通大學和華北電力大學的研究人員對此進行了長期研究。計算機仿真是研究電力機車諧波問題的主要工具。早在1920至1930年間，德國就提出了由于靜態(tài)換流器引起的波形畸變問題，到50至60年代由于高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，對換流器諧波問題才有大量的研究。 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。諧波諧振在牽引供電系統(tǒng)中引起的最直接表現(xiàn)是諧波電流的成倍增大，由于系統(tǒng)諧振導致牽引變電所及分區(qū)所諧波電流嚴重放大，致使母線電壓升高，造成事故的案例己有發(fā)生。這不僅對于牽引供電系統(tǒng)本身的設(shè)備造成危害，當其注入電網(wǎng)后，引起的過電壓過電流將危及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，使得供電可靠性降低[1]。與交—直型機車諧波特征不同，交—直—交型機車產(chǎn)生的諧波雖然消除了低頻帶的諧波，但卻產(chǎn)生了高頻帶的諧波，注入系統(tǒng)的諧波電流次數(shù)相應(yīng)提高，加之我國各類車型混跑的情況，使得牽引供電系統(tǒng)中諧波含量豐富，諧波頻帶分布廣泛，而這種情況大大增加了系統(tǒng)產(chǎn)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。根據(jù)國務(wù)院批準的《中長期鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》(2008年調(diào)整)，到2020年我國鐵路總里程將達120000公里，其中電氣化鐵路72000公里，主要干線鐵路都將實現(xiàn)電氣化，鐵路電氣化率約為60%，承擔80%以上的運量。關(guān)鍵詞：高次諧波；牽引供電；諧波電流放大；MATLAB/SimulinkAbstractElectrified railway, as the nonlinear load of public electric net,has bee one of main harmonic sources causing harmonic pollution in the power system,which is mainly because that electric lootive running on the electrified railway is singlephase rectifier account of its great power, wide distribution and three—phase asymmetric,it will produce a great deal of high—order harmonics and on the contact net will excite high—order voltage and current harmonics distributing along the line,which will interfere seriously,with the munication system along the electrified railway．With the wide application of AC—DC—AC multiple units in electric railway, harmonic characteristic in the traction Power supply system has been changed. Not only the low—order harmonies,for example,third—order,fifth—order and seventh—order harmonic were included in this system, but also a lot of high—order harmonic were contained. Although the content rate of these high—order harmonics very low,the possibility of harmonic resonance in the system will greatly harmonic resonance occurred in the system,overvoltage and overcurrent will produce,which can endanger equipment insulation of traction substation and train and influence the system safety operation. In this paper the harmonic characteristic of power system to do a detailed theoretical research and analysis,expounds the traction power supply system harmonic formation, and some equipment harmonic parameters are analyzed,so that they can more profound understanding of harmonic distribution of the traction power supply system,harmonic formation and control,maintain traction power supply system stability and reliability.Finally, this paper the traction power supply system of HHG simulation and analysis,more intuitive shows of the traction power supply system harmonic characteristics and distribution, further enhance understanding.Key words：HHG，Traction power supply，Harmonic current amplification，MATLAB/Simulink目 錄摘　　要 IAbstract II1 緒論 1 課題背景與意義 1 課題研究現(xiàn)狀 1 本課題的研究內(nèi)容與目標 22 諧波 3 諧波含義 3 諧波特性 3 高次諧波危害 4 畸變波形的度量指標 4 諧波標準 6 國外諧波標準 6 我國諧波標準 7 電力系統(tǒng)各元件等值電路的諧波參數(shù) 9 發(fā)電機 9 變壓器 10 輸電線路 11 諧波測量 13 輸電線路諧波諧振頻率分析方法 14 諧波的限制措施 153 鐵路牽引供電系統(tǒng) 17 電氣化鐵道——主要諧波源之一 17 電牽引供電系統(tǒng) 17 牽引變電所 17 牽引網(wǎng) 214 鐵路牽引供電系統(tǒng)諧波分析 25 電力機車諧波分析 26 供電臂諧波電流合成 26 牽引負荷注入系統(tǒng)的諧波電流 26 整流負荷諧波源模型 27 牽引供電系統(tǒng)諧波電流放大 28 諧波仿真 29結(jié) 論 34致 謝 35參 考 文 獻 36 36 1 緒論 課題背景與意義近年來，我國電氣化鐵路建設(shè)進入了高速發(fā)展階段。本文對電力系統(tǒng)的諧波特性做了詳細的理論研究和分析，重點闡述了牽引供電系統(tǒng)諧波的形成、諧波參數(shù)并對一些設(shè)備的諧波進行了分析，以便可以更加深刻的理解牽