论文部分内容阅读
近年来,我国高速铁路技术已跻身世界前列,对牵引供电系统电能质量的要求也不断提高。哈大高铁牵引网主要受高次谐波的影响,发生过牵引网电压低频振荡,牵引变电所电容鼓包,牵引变压器声音异常,避雷器击穿等事故。因此本文以哈大高铁西四牵引供电区段及其运用车辆CRH380BG型动车组车网耦合为研究对象,建立了车网耦合系统的数学模型,对动车组以几种典型工况运行时牵引网的谐波分布情况进行理论研究和仿真分析,并采用U902便携式电能质量监测仪对该供电区段的谐波进行实测与评估,针对西四牵引供电区段受高次谐波污染问题,给出了具体的抑制方案。本文首先分析了哈大高铁西四牵引供电区段采用的全并联AT供电方式,结合多导体传输线理论和Carson理论建立了牵引网π型等效数学模型,通过牵引网的横向并联元件和动车组位置对牵引网自然切割,并将牵引网的多条传输线路等效为10根导线,建立了链式网络模型,结合牵引网的实际情况,对牵引网参数进行了计算,采用Matlab/Simulink搭建了牵引供电系统的仿真模型,仿真结果与AT方式的供电原理相吻合,表明了系统模型的正确性;然后,根据CRH380BG动车组牵引传动系统的特征,基于牵引变流器的工作原理及其谐波产生机理,搭建了动车组牵引传动系统的仿真模型,仿真结果给出了动车组不同工况下网侧谐波电流分布情况,与理论分析一致;其次,根据上述分析建立了牵引网与CRH380BG动车组车网耦合数学模型和仿真模型,并对该模型进行了不同工况下的仿真分析,给出了系统谐波电流分布情况;再次,采用U902便携式电能质量检测仪对西四牵引供电区段电能质量进行监测,实际测量结果验证了理论分析与仿真结果的正确性。最后,针对哈大高铁西四牵引供电区段主要受高次谐波污染问题,采用二阶高通滤波器、阻波高通滤波器及有源滤波器等策略对谐波进行抑制,针对动车组不同工况和滤波器不同设置位置进行了滤波效果的比较,给出了采用阻波高通滤波器的抑制方案,为哈大高铁西四牵引供电区段谐波抑制问题提供了理论参考依据。