银联翠
（天津东方凯发电气自动化技术有限公司）
摘要：采用预测评估方法中的一套核算公式，计算出符合逻辑，运算简洁，结果数据具有可测性，相对符合实际情况。这套预测评估公式，可用于电铁牵引畸变负荷时的补充。对于电气化铁道谐波的特殊性，在阅历长时间和全方面的的研讨后，已基本把握电气化铁道谐波首要内容，能够满足谐波预测评估的需求。电气化铁道主要是负责非线性的高压单相负载任务，也是导致电力体系谐波污染的头等谐波源中的一个。
关键词：电气化；铁道；谐波；预测；评估；方法；研究
电气化铁道主要是负责非线性的高压单相负载任务，也是导致电力体系谐波污染的头等谐波源中的一个。现如今我国电力机车环节属于大功率交-直型的单相整流负荷，这种负荷具有某些特点，如流动性大，它的谐波含量、幅值以及相角等结果都会伴随着机车型号、分布、数量以及运转情况出现相应的较大改变，所以，电气化铁道谐波相对于其它非线性负荷的谐波，对我国电力体系产生的影响更大。
一、电气化铁道谐波预测评估方需考虑三大特殊性
依据电气化铁道谐波特殊性的评估预测谐波办法，它的准则便是脚踏实地、实事求是，需要供、用电两边能够实现密切合作，细心研讨，依据牵引畸变负荷特殊性以及电网 PCC 的首要特征数据，进行核算和评价谐波发射水平以及发射限值。这一点符合 GB/Z-2000 中的有关准要求。
(一)电气化铁道主要特征谐波为三、五、七次
电气化铁道特征谐波主要是三、五、七次，其间三次谐波所富含率的电流是最大的，大约占到百分之二十二左右，伴随着谐波次数的依次增大，这其中所富含的电流率也在迅速递减，等到了十五次谐波的时候甚至能够降到百分之一。依据电气化铁道谐波频谱剖析可以得知，分别由三、五、七次谐波电流以及三次以上的谐波电流所导致的各次谐波电流电压富含率 HRUu 所构成的电气化铁道总谐波电压畸变率THDu 之间的数量联系。
在进行评估电气化铁道谐波的过程中，通常只需核算三、五、七次谐波电流和相对应的总谐波电压富含率以及谐波电压富含率，采用对应的公式就能够求出实践过程中总谐波电压的畸变率。
(二)电气化铁道谐波初相角广泛分布特性
电气化铁道谐波高度离散的随机变量包括其各个次谐波的初相角，谐波初相角在复平面上广泛分布。所以在两个谐波量组成求和核算的时候，我们可以采取其两者的相角差为π/2，即按照两者正交进行思考。当电气化铁道畸变负荷以及 PCC 的布景发生的各次谐波电压含有率 HRU h 相互之间相角差按照正交思考的时候，可以依据 GB/Z-2000 中的公式 h 次 HRU h 的求和规律，计算得出总谐波电压畸变率THD u 的求和规律。
(三)电气化铁道谐波幅值随机剧烈波动
馈线谐波电流能够决定牵变所谐波电流产生的发射值，而馈线谐波电流又取决于馈线电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆馈线电流往往随着时间的改变，具有日周期性以及幅值随机剧烈波动的特性，这能够采用日馈线电流的概率散布曲线来进行表达。在这日馈线电流的概率散布曲线里，百分之九十五左右的概率大值和日方均根的比值，复线大约是一点五，单线大约是二点五；日无电概率中，复线大约是百分之十，单线则能够达到百分之五十左右。因此，电气化铁道谐波值是伴随着出现随机剧烈波动；与此同时，电铁谐波却在三相中并不对称，所以通常采用平等办法进行评估谐波水平，和一般的电力谐波比较，其对电气设备产生的发热影响要小。
为了使牵变所电气化铁道谐波发射水平值达到百分之九十五概率大值，可以经过适当的选择馈线电流的核算条件来完成。经电气化铁道谐波专家组的研讨核算条件是：重负荷馈线的核算馈线电流，采用日馈线散布曲线中的百分之九十五大值，用I90%来表示；对轻负荷馈线，采用日馈线电流概率散布曲线的方均根电流，用I90%来表示IF。当一个 PCC 对应的供两到三个牵变所的时候，核算牵变所的重负荷馈线采用百分之九十五大值，其它馈线都采用日方均根电流。
二、电气化铁道谐波预测评估方法的研究
采用预测评估方法中的一套核算公式，计算出符合逻辑，运算简洁，结果数据具有可测性，相对符合实际情况。这套预测评估公式，可用于电铁牵引畸变负荷时的补充。对于电气化铁道谐波的特殊性，在阅历长时间和全方面的研讨后，已基本把握电气化铁道谐波首要内容，能够满足谐波预测评估的需求。
(一)电气化铁道谐波电流含有率 HRI hk 计算
电气化铁道馈线核算电流I f 或者电流 I 95% 所对应的一起存在的电气化铁道带电运行的列车数 m，往往数值皆大于一，因此会存在一个多台机车谐波电流相互叠加的问题。依据电气化铁道列车谐波初相角的特性，即其广泛分布性，通过电气化铁道谐波专家组研究商定，HRI hk与HRI hc 之间的比值(即馈线谐波电流中富含率和单台机车谐波电流富含率之比值)随着 m 数值的增多而逐渐削减，该比值对三次谐波为数值是 1.2/√m ，对其它各个次谐波数值为 1/ √m 。
(二)电气化铁道谐波电流 I hk 计算
计算电气化铁道馈线谐波电流 I hk ，首先按照以下公式来进行计算 m(即电气化铁道带电运行的列车数)： m=I 95% (I f )/I gp (列)。这个公式中I gp 是电气化铁道馈线给电运行列车平均电流，A。接下来可以依据 m 值算出 HRI hk ，再根据以下公式进行计算 I hk ： I hk =I 95% (I f )×HRI hk ×10 -2 (A)。
(三)电气化铁道馈线中流向牵引变压器的谐波电流 I ht 计算
中国铁道部从二十世纪八十年代初就已经决议，在电气化铁道各牵变所的两条馈线上各自设备一套无法能调无功抵偿兼三次滤波设备(PTF)，将其作为电气化铁道谐波的一项首要管理措施。所以，包含 PTF 的牵变所是进行谐波核算时的原始状况。将 PTF 的各次谐波滤波率设为 d h ，其中通过以下公式计算出铁道馈线中流向牵引变压器的谐波电流 I ht。 I ht =I hk ×(1 d h ) (A) 。
(四)牵变所注入 PCC 谐波电流发射水平 I h fa 计算
牵变所的两条馈线中的谐波电流，经牵引变压器的作用从而组成高压侧的 a、b、c 三相谐波电流。因为查核电气化铁道谐波电压水平是以这三相谐波电流中最大的一相电压数值作为根据的，所以工程设计中仅仅需要计算出最大一相电压相对应的谐波电流作为其牵变所的 I k fa(即谐波发射水平)。
结语：
现如今我国电力机车环节属于大功率交-直型的单相整流负荷，这种负荷具有某些特点，如流动性大，它的谐波含量、幅值以及相角等结果都会伴随着机车型号、分布、数量以及运转情况出现相应的较大改变，所以，电气化铁道谐波相对于其它非线性负荷的谐波，对我国电力体系产生的影响更大。
参考文献：
[1]任震,余得伟,唐卓尧. 基于模糊优化设计的混合滤波器——治理电气化铁道谐波的一种新方法[J]. 中国电机工程学报,2001,02:67-69+80.
[2]贺建闽. 基于G5/4的电气化铁道谐波评估[A]. 中国铁道学会电气化委员会.中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C].中国铁道学会电气化委员会:,2006:5.
[3]解绍锋,李群湛,赵丽平. 电气化铁道谐波发射限值确定思路实例研究[A]. 全国电压电流等级和频率标准化技术委员会.第三届电能质量(国际)研讨会论文集[C].全国电压电流等级和频率标准化技术委员会:,2006:6
论文作者:银联翠
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/5
标签：谐波论文; 铁道论文; 电流论文; 馈线论文; 相角论文; 负荷论文; 畸变论文; 《电力设备》2016年第9期论文;