有源濾波器在地鐵上的應用是非常重要的,這是由于地鐵在緩解交通壓力中發揮著越來越重要的作用。而牽引供電系統作為地鐵的動力來源,其可靠性影響著整個地鐵交通系統的安全穩定運行。地鐵的供電系統是直流牽引供電系統,牽引變電所實現了將交流電整流成直流電供地鐵機車運行。而整流機組是其中的關鍵組成部分也是整個系統中主要的諧波來源,為了減少整流機組網側波電流對城市電網的影響,我國大部分的整流機組以12脈波整流為主。所以在整流機組網側裝了有源濾波器裝置,對網側的諧波進行補償控制。
有源濾波器能夠大幅減少其非特征次諧波含量。有源濾波器的工作過程是:運用電流傳感器CT采集負載側和逆變器輸出主線路上的電流,共6路。同時利用電壓傳感器PT對當前電網電壓和逆變器直流側電容電壓進行采樣。而后使用諧波檢測算去提取出諧波信號,依據所建立的數學模型,計算出每相每個開關器件的開關映射時間,完成跟蹤指令諧波電流的任務,從而使電網變壓器輸出電流干凈,沒有諧波污染。
一、諧波對地鐵供電系統的危害:
(1)地鐵牽引供電系統中多釆用的是24脈波整流機組,是由兩組12脈波整流機組并聯組成。如果兩組12脈波整流機組工作不穩定會產生大量的諧波,對地鐵安全運行產生威脅。諧波對無功補償系統產生干擾、降低功率因素甚至引起誤跳閘、誘發諧振,使無功補償電容器過熱甚至擊穿,繼電保護裝置誤動作影響電能計量等一系列危害車站配電系統復雜。
(2)地鐵諧波不但影響了電網電氣設備的壽命同時也維短了電氣化鐵路自身的壽命。當牽引系統諧波頻率與輸電系統的固有頻率重合疊加是可能放大諧波分量,增加設備的附加損耗和發熱,造成設備故障。因為地鐵負荷都是靠近城市中心負荷的,諧波注入電網會對鄰近的民用電網造成很大的干擾,也會對鄰近的通信系統造成干擾,最重要的是對自身的危害非常嚴重。
(3)因為地鐵的控制中心,他向外界發出的信息不能有半點誤差和延遲,否則會造成無法估量的損失。地鐵的服務設施為乘客提供方便快捷安全服務,在這人員密集的場合出現電梯故障、停電、報警失靈都會造成現場混亂乃至生命安全。所以地鐵上需要應用有源濾波器來保駕護航,為乘客提供一個安全的乘車環境。
二、有源濾波器在地鐵上的應用前景:
地鐵的各類負荷具有波動性,如早晚高峰負荷大,系數參數變化也大,地鐵大量采用電纜線路,系統的整體功率因教較高。地鐵各類用電設備均為運營服務,一旦出現問題,將直接影響到地鐵的行車安全和乘客的人身安全,因此各類用電系統對電網的供電質量要求較高,傳統的無源補償裝置容易與諧波源發生諧振,進而將諧波放大。所以通過對有源濾波器和無源濾波器的性前對比,使用有源濾波器是消除地鐵供電系統諧波危害的優選方案。
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