svc在電鐵諧波抑制中的研究

1、SVCSVC在電鐵諧波抑制中的研究在電鐵諧波抑制中的研究四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都(610065)張曉東楊洪耕閱讀次數(shù)：931摘要：要：對(duì)靜止無功補(bǔ)償器SVC(FCTCR)的性能進(jìn)行了分析。討論了其工作原理和性能表現(xiàn)。同時(shí)針對(duì)電鐵諧波的嚴(yán)重危害性，論述了將其投入到電鐵諧波治理所收到的良好效果。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：無源濾波諧波抑制無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；SVC；單調(diào)諧濾波器；TCRAbstract:Abstract:Thispaperpresent

2、stheperfmanceanalysisoftheSVCStaticVarCompensat(FilterThyristControlledReact).ThepaperdiscusestheprinciplesofoperationoftheSVCfrestrainingcurrentharmonicsimprovingpowerfactercompensationexplainsthegoodeffectsoflaunchingt

3、heSVCintoelectricalrailway.中圖法分類號(hào)：中圖法分類號(hào)：TM7611TM7611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：10031003－6954(2004)026954(2004)02－00010001－0404電氣鐵道電力機(jī)車為波動(dòng)性很大的大功率單相整流負(fù)荷，對(duì)于三相對(duì)稱的電力系統(tǒng)供電來說，電氣鐵道牽引負(fù)荷具有非線性、不對(duì)稱和波動(dòng)性的特點(diǎn)，產(chǎn)生三相不平衡的諧波電流和基波負(fù)序電流注入系統(tǒng)，將使電力系統(tǒng)的

4、電壓波動(dòng)。因此，對(duì)電鐵系統(tǒng)電能質(zhì)量的治理主要有兩方面內(nèi)容：1)諧波抑制。主要針對(duì)3、5、7次諧波。2)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。減小電壓波動(dòng)。這里提出一種單調(diào)諧濾波器TCR的SVC方式。無源濾波部分承擔(dān)濾除諧波及固定電容補(bǔ)償?shù)淖饔?，利用TCR動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)SVC的無功輸出，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電鐵系統(tǒng)不斷變動(dòng)的無功需求。1工作原理工作原理1.1無功補(bǔ)償及諧波抑制原理圖1SVCSVC補(bǔ)償裝置原理接線圖補(bǔ)償裝置原理接線圖SVC補(bǔ)償裝置安裝與牽引變27.5kV側(cè)。基于電鐵

5、系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波全為奇次諧波（2k1k=0.1Λ），尤其以3、5、7次諧波電流最為顯著，故諧波治理重點(diǎn)放在對(duì)3、5、7次諧波的抑制上。濾波器為單調(diào)諧濾波器（FilterCapacit），除在其諧振頻率下有效濾除對(duì)應(yīng)諧波，同時(shí)在基頻下提供固定的容性無功。晶閘管控制電抗器（TCRThyristControlledReact）通過改變控制角α（π2至π）而改變導(dǎo)通時(shí)間，相當(dāng)于調(diào)節(jié)電抗器電抗達(dá)到改變其感性無功輸出的目的，與FC一起動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)車負(fù)載

6、需要的無功。如圖1所示TCR由電感L與兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管相串聯(lián)組成。這兩個(gè)晶閘管分別按照單相半波交流開關(guān)運(yùn)行。改變控制角α電感中通過的電流iL便相應(yīng)改變。圖2表示該回路電壓和電流的波形。每一電流波形對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的控制角α。α的計(jì)量以電壓過零時(shí)為基準(zhǔn)。當(dāng)忽略回路電阻時(shí)晶閘管在α為90時(shí)獲得完全導(dǎo)通。當(dāng)α在90～180之間時(shí)為部分導(dǎo)通。導(dǎo)通角為σ。增大α則電流中基波分量減小這相當(dāng)于增大電抗器的感抗減小基波無功功率。流應(yīng)小于允許值。2)由于電

7、鐵負(fù)荷為非對(duì)稱性負(fù)荷，通過計(jì)算，當(dāng)兩牽引臂注入系統(tǒng)的諧波電流不相等時(shí)，必然在牽引變?nèi)鄠?cè)注入三相不對(duì)稱的諧波電流，即存在負(fù)序的諧波電流。故在濾波器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使兩牽引臂注入系統(tǒng)的實(shí)際諧波電流相等。3)校驗(yàn)濾波電容的電壓、電流、容量的過載能力以及濾波電抗的電壓過載能力。4)最后，還要對(duì)系統(tǒng)與濾波器的綜合頻率特性進(jìn)行計(jì)算，以檢查系統(tǒng)與濾波器是否出現(xiàn)并聯(lián)諧振。3設(shè)計(jì)中需注意的問題設(shè)計(jì)中需注意的問題3.1諧振點(diǎn)的選擇在實(shí)際運(yùn)行條件下，由于系統(tǒng)

8、頻率會(huì)出現(xiàn)偏差，濾波電容和濾波電抗器的實(shí)際參數(shù)也會(huì)與設(shè)計(jì)參數(shù)之間存在偏差，這將造成濾波器諧振點(diǎn)的變化。在工程設(shè)計(jì)中通常會(huì)將這些偏差考慮為等效頻偏δ（相對(duì)誤差）：h次單調(diào)諧濾波器阻抗可表示為:流入系統(tǒng)的h次諧波系數(shù)Ksh為：隨著δ的變化，Ksh存在最大值和最小值。工程設(shè)計(jì)中通常會(huì)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定δ的正負(fù)極限值。圖3(1)為當(dāng)系統(tǒng)諧波阻抗為感性時(shí)的Ksh(δ)曲線，可看出，考慮了系統(tǒng)濾波阻抗影響后，單調(diào)諧濾波器并不是調(diào)諧在全諧振狀態(tài)時(shí)最合理

9、，當(dāng)Xsh＞0時(shí)，在δm時(shí)濾波效益較δm時(shí)差得多。合理的做法是，濾波器中電感值采用偏諧振值，使δm時(shí)濾波效益相等。即:圖3Kshsh與δ的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線注：1濾波電感采用諧振值時(shí)；2濾波電感采用偏諧振值時(shí)這樣：此時(shí)的Ksh(δ)曲線如圖3(2)所示，比較圖3(1)與(2)，濾波電感采用偏諧振值時(shí)，圖3(2)實(shí)際是在圖3(1)的基礎(chǔ)上向左偏移了ε2，故ε＞0，求得的電感為過諧振值。ε在濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)可由Ksh(δm，ε)=ksh(δ