电气化铁路导致电能质量问题的研究

摘要

随着我国现代科技的进步和国民经济的快速发展，电能质量问题越来越受到供电部门和用户的关注，其中谐波的影响更为严重，无论是对供电部门还是对用户来说，谐波造成的损失是无法估量的。另一方面，电能质量的三相不平衡增加了供电部门和用户的无谓的损失，增加的他们的负担。本文就整流型、单相大波动负荷-电力机车做出仿真模型，并提出抑制措施。 论文首先介绍电能质量的基本概念及电气化铁路各组成部分，简要介绍国内外的研究现状，结合当前电力机车的研究方法，建立韶山9型电力机车整流部分的仿真模型，对输入端电流进行傅里叶变换；在此基础上对电气化铁路线路中的公共连接点（110kV）处电流进行傅里叶分析，得出总谐波电流畸变率和各次谐波含量，并与国家相关规范比较后，可看出电力机车产生的谐波含量远远超出国家有关标准。另外，提出在电力机车上增加无源滤波器装置，滤除整流装置产生的谐波，应用MATLAB中的相关模块分别分析改造后电力机车输入端和公共连接点处电流谐波情况，同没有滤波装置的电流谐波情况比较，可以看出谐波含量有了明显降低，高次谐波得到完全滤除，系统电能质量有明显的提高，完全达到国标有关规范要求。 最后，计算单辆电力机车的三相不平衡率，提出抑制措施，大大减小不平衡对电网系统的影响。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1电能质量概述

1.2电气化铁路的组成

1.2.1.电气化铁路电流制与额定电压

1.2.2牵引供电系统设施的发展

1.2.3我国电力机车的发展

1.2.4电气化铁路的优越性与存在的问题

1.3电气化铁路对电网电能质量的影响

1.4世界各国电能质量标准

1.5研究现状

1.6本文的主要工作

第二章电气化铁路的供电方式

2.1电气化铁路供电系统简介

2.1.1一边供电

2.1.2两边供电

2.1.3环形供电

2.2牵引变电所

2.2.1单相结线牵引变电所

2.2.2单相V,V结线牵引变电所

2.2.2三相YN,d11结线牵引变电所

2.2.3斯科特(Scott)结线牵引变电所

2.3牵引网

2.3.1牵引网的组成及特点

2.3.2牵引变电所向接触网的供电方式

2.3.3牵引网向电力机车的供电方式

2.3小结

第三章 电气化铁路对电能质量的影响

3.1电力机车简介

3.1.1直流制

3.1.2单相交流制

3.1.3三相交流制

3.2电气化铁路产生的谐波对电力系统影响

3.2.1韶山9型(SS9)电力机车仿真模型及谐波分析

3.2.2公用连接点处谐波分析

3.3电力机车在电力系统中引起的负序电流

3.3.1负序电流对电力系统的影响

3.3.2单相牵引负荷负序电流的计算

3.3.3韶山9型电力机车负序电流简单分析

3.4小结

第四章电气化铁路谐波和三相不平衡抑制措施

4.1谐波抑制措施

4.2减少负序电流影响的措施

4.3小结

第五章结束语

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢