地铁整流机组供电系统组成电测与仪表.DOC

地铁牵引供电系统中有源滤波器谐波控制研究* 黄开，主要三电平滤波器深入分析和研究。通过仿真与结合。中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1001–1390（2016）00–0000–00 Control of active harmonic filter in metro traction power supply system Huang Kai, Zhang Dongliang, Liu Juan, Xie Yehua (School of Information and Electronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, Jiangsu, China) Abstract: Metro traction power supply system mostly adopts the 24-pulse rectifier unit, which is composed of two 12-pulse rectifier unit connected in parallel. If the two 12-pulse rectifier units run unstably, it will generate a lot of job insecurity harmonics, and threat the safe operation of the subway. Therefore, the harmonic analysis is conducted from the aspect of rectifying characteristics of rectifier units, and harmonic control for 24-pulse rectifier unit added three-level active filter. This paper focuses on topology structure and control algorithm of the three-level active filter to analyze and research. Finally, the combination of simulation and experiment shows that the active filter has some compensation on the non-characteristic harmonic control of subway 24-pulse rectifier traction power supply system. Keywords: metro, traction power supply, active filter, harmonic control 0 引 言 随着城市的不断进步和发展，人口越来越多，交通越来越拥堵。地铁在缓解交通压力中发挥着越来越重要的作用[1]。而牵引供电系统作为地铁的动力来源，其可靠性影响着整个地铁交通系统的安全稳定运行。地铁的供电系统是直流牵引供电系统，牵引变电所实现了将交流电整流成直流电供地铁机车运行。而整流机组是其中的关键组成部分也是整个系统中主要的谐波来源，为了减少整流机组网侧谐波电流对城市电网的影响，我国大部分的整流机组都由12脉波转向24脉波发展，以24脉波整流为主。但是24脉波整流是由两组12脉波整流机组并联组成，如果两组12脉波整流机组负载侧负载不平衡会产生很大的谐波分量影响系统的安全运行，因此需要考虑在整流机组网侧装有滤波装置，对网侧的谐波进行补偿控制[2]。有源滤波器能够大幅减少其非特征次谐波含量。 1地铁整流机组供电系统组成 1.1 24脉波整流机组构成 地铁牵引供电系统中的24脉波整流器是由整流变压器和整流器构成，两台12脉波轴向双分裂式牵引整流变压器和4组全波整流桥并联组成[3]，如图1所示。每台整流变压器原边侧采用延边三角形连接且分别移相+7.5o和-7.5o。每台12脉波变压器的低压侧接成△和Y，因而低压侧两绕组间线电压的相位互差30o，这样两台变压器低压侧四个绕组间线电压相位就互差15o，分别经全波整流后且直流侧并联运行就形成了等效的24脉波整流器系统。 图1 24脉波整流机组主电路原理图 Fig.1 Main circuit diagram of 24-pulse rectifier unit 1.2整流机组运行特性及谐波分析 两组12脉波整流机组并联运行时，单机组输出的空载直流电压波形在一个周期内脉动12次，每个波动间隔为3