地铁接入系统谐波估算和分析.docVIP

-  PAGE 5 - 地铁接入电网谐波估算和分析 摘要 地铁牵引机车直流电源的整流系统会对电网造成一定的谐波污染，因此对地铁接入电网进行谐波估算及分析是必要的。本文结合**市地铁1号线工程的实际情况对地铁接入电网进行了谐波估算，并针对检修方式下其注入电网的谐波电流超标现象提出了相应的谐波治理措施。 Abstract: The rectifier which supplying DC source to the subway may inject harmonic current into power grid. So it is necessary that evaluating the harmonic current and voltage produced by subway. With the actual project of No.1 subway in Hangzhou, the harmonic current and voltage produced was evaluated and analyzed in this paper. Some suggestions was provided to decrease the harmonics in the subway overhaul mode. 关键词 地铁 24脉波整流 谐波 Keyword: subway 24 pulses rectifier harmonic 1 引言 随着城市的不断发展，流动人口急剧增加，城市快速轨道将越来越普及。目前国内地铁车辆牵引系统均是采用直流电机斩波器控制系统作为牵引机车直流电源的整流系统，其单台供电容量大，谐波含量高，且靠近城市负荷中心，为确保电网的电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率在地铁投入运营时能满足国家标准的规定，防止牵引供电对电网和用户(包括地铁)的各种电气设备、用电器具造成危害，以保证电网及用户安全经济运行，对地铁接入电网进行谐波估算及分析是必要的。本文结合**市地铁1号线工程的实际情况对地铁接入电网进行了谐波估算[1]。 2 供电模式 **市地铁1号线线路全长61.67km，设车站37座，车场3座。供电系统采用集中供电方式，设置4座地铁主变电所，分别为富春路主变电所、火车东主变电所、下沙中心主变电所、汽车城主变电所。 富春路主变电所从220kV景芳变和220kV候潮变各引入1回110kV电源；火车东主变电所从220kV运河变和220kV石南变各引入1回110kV电源，下沙中心主变电所从220kV月牙变两段母线上各引入一回110kV电源，汽车城主变电所从220kV横岭变两段母线上各引入一回110kV电源。 各主变电站分别从城市电网引入2路110 kV独立的电源，经降压成35kV后沿地铁中压供电网络以双回路馈电电缆向地铁牵引混合变电所和降压变电所供电。主变电站l10 kV接线采用线路变压器组，2线2变，35kV接线为单母线分段接线。 地铁供电系统正常运行方式时，主变电所的35kV母线分段断路器分开，每座主变电所的2回110kV电源、2台主变压器和两段35kV母线分列运行，35kV母线向各自供电分区的车站变电所（牵引降压混合变电所和降压变电所）供电。各车站变电所的35kV母线分段断路器打开，两段35kV母线分列运行。35kV环网联络开关打开，每座主变电所分别独立承担各自供电范围内的牵引和动力照明负荷。 地铁供电系统检修方式时，任意主变电所的1个线变组故障退出时，切除该主变电所供电范围内的三级负荷，切除要检修的线变组，由该主变电所的另1个线变组承担该主变电所供电范围内的一、二级负荷。任意1座主变电所解列时，切除该主变电所和相邻主变电所供电范围内的三级负荷，并由相邻主变电所承担他们供电分区内的一、二级负荷。 3 谐波危害 谐波电流对地铁系统造成的影响和危害有以下几个方面[2]： 1）变压器 谐波电流使变压器铁损及铜损增加，同时使温度上升并产生噪声。变压器损耗的加大，会使绝缘介质老化加速寿命缩短。地铁低压配电系统中，配电变压器均采用三角形，星形(△／Y)接线方式，这给零序谐波(3次及3的整数倍次谐波)在变压器一次侧绕组内提供了环流通路，从而抑制了3次谐波向电源端的传导。但变压器的这种接线方式并不能阻止其他频率谐波传到电源端。而且无论谐波电流是否被传到电源端，所有的谐波电流均会使变压器损耗加大。 2）电动机 谐波电流会使电动机损耗增加、利用率降低。电动机损耗的增加使线圈温度上升并使电动机寿命降低。尤其是负序谐波对电动机产生的影响及危害会更大。5次、11次等谐波便是负序谐波，它所产生反方向的旋转磁场会使电动机的转矩下降，它和正序分量一起会使电动机产生抖动，随之产生噪声。谐波电流使电动机功