牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统技术方案

本发明专利技术为牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统，解决高次谐波对牵引变电所所用电气系统的影响使相关线路因高次谐波过电压，引起电力机车频繁途停的问题；牵引变电所供电线由输入端子in引入一阶高通滤波系统，牵引供电线经端子in接第一真空断路器K1的输入端，第一真空断路器K1的输出端连接于滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端连接于第一电阻R1的输入端，滤波电容C的输出端连接于第二真空断路器K2的输入端，第二真空断路器K2的输出端连接于第二电阻R2的输入端，第一电阻R1的输出端和第二电阻R2的输出端连接于牵引变电所地线端。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术与27.5kV电气化铁道供电系统有关。
技术介绍
：谐波问题是一个自从电气化铁路诞生以来就一直存在的问题，早期的交直机车产生的谐波电流频率较低，主要是3次、5次、7次、9次等谐波电流，通常通过在牵引母线上加装单调谐滤波器的方法，把27.5kV进线电源处的电压综合畸变率降低到许可范围内。随着动车、大功率机车等交直交机车投入运营，谐波问题的表现形式发生了变化，作为一种非线性负载，其注入牵引供电系统的是奇次谐波电流，从3次谐波电流一直到60多次谐波电流都有含量，交直交机车向牵引供电系统注入的低次谐波电流幅值大幅下降，但高次谐波电流含量变得相对丰富，从目前投运的交直交机车情况来看，基本上存在两个谐波电流群，一个是分布在等效开关频率±1和±3次的谐波电流群，另一个则是分布在50次到60次之间的谐波电流群（依赖于不同机车型号）。无论是低次谐波电流还是高次谐波电流，都有可能影响到牵引供电系统相关设备的安全可靠运行，也有可能影响到从牵引供电系统取得电能的电力机车的可靠运行。对于交直交机车而言，现有谐波电流注入牵引网带来的危害主要有：1、造成对电压敏感型设备的损坏，如避雷器损坏、补偿装置过压跳闸、所用变过压跳闸、交直流屏故障、变电所生活电器损坏等。2、机车运行过程中因为过压而锁车，造成列车途停，影响行车安全。同时高次谐波电流还会在对传输过程中的信息形成干扰。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种抑制谐波电流对低压系统的渗透，提高低压电气设备运行环境的安全性的牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统。本专利技术是这样实现的：牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统，牵引供电线通过滤波电容、电阻组成的谐波滤波器接地，牵引变电所供电线由输入端子in引入一阶高通滤波系统，牵引供电线经端子in接第一真空断路器K1的输入端，第一真空断路器K1的输出端连接于滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端连接于第一电阻R1的输入端，滤波电容C的输出端连接于第二真空断路器K2的输入端，第二真空断路器K2的输出端连接于第二电阻R2的输入端，第一电阻R1的输出端和第二电阻R2的输出端连接于牵引变电所地线端，第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。第一、二电阻阻值比：第一电阻R1 ： 第二电阻R2=30：1，滤波电容C=1-5F（依据不同工程调整）。在一阶高通滤波系统未接入牵引变电所供电线路时，第一、二真空断路器K1、K2都处于开路状态，当牵引变电所需要投入高次谐波治理系统时，首先将第一真空断路器K1投入到闭合状态，此时，牵引变电所供电线经第一真空断路器K1开始对滤波电容C进行充电，由于第一电阻R1的阻值较高，对滤波电容的投入起到了缓冲作用，将滤波电容投入对电网的影响降到了最低，待滤波电容C充电电压达到设定电压20kv值时，投入第二真空断路器K2到闭合状态，由于第二真空断路器K2的闭合，使得第二电阻R2与第一电阻R1产生并联，第二电阻R2的并入将整个电路的设计参数达到滤除从3次谐波电流一直到60多次谐波电流，同时由于第二电阻R2的取值远低于第一电阻R1的值，这也将大大降低第一电阻R1的有功损耗。本专利技术的工作原理是：在一阶高通滤波器基础上，通过独创性的设计，在一阶高通滤波器电路中增加两台断路器开关，同时将一阶高通滤波器电路中的电阻器一分为二，从而杜绝了通常认为的一阶高通滤波器基波损耗大，需要的电容器容量也大的根本问题，具有了很好的工程应用价值。本专利技术的有益效果如下：从根本上解决高次谐波对牵引变电所所用电气系统的影响，解决了相关线路因高次谐波过电压，引起电力机车频繁途停问题；经过挂网运行测试，相关线路谐波水平已达到国家相关标准要求，电力机车途停问题从根本上得到解决。本专利技术电路简单，使用和维护成本低，通过两台开关的投入、退出，完成了对牵引网27.5kV母线的高次谐波治理系统的投入应用，控制简单，有功损耗小，发热量低，可靠性高；本专利技术实现了对牵引网27.5kV母线的高次谐波治理，解决了相关线路因高次谐波过电压，引起电力机车频繁途停问题；经过挂网运行测试，相关线路谐波水平已达到国家相关标准要求，电力机车途停问题从根本上得到解决。附图说明：图1为本专利技术电气原理图。具体实施方式：本专利技术由真空断路器K1、K2、滤波电容C、电阻R1、R2构成。其中，牵引变电所27.5kV供电线由输入端子in端子接入，连接到断路器K1的输入端， K1的输出端连接于滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端连接于电阻器R1的输入端，同时，滤波电容C的输出端连接于断路器K2的输入端，断路器K2的输出端连接于电阻器R2的输入端，电阻器R1的输出端和电阻器R2的输出端同时连接于牵引变电所地线端。图1中1端为输入端，2端为输出端。R1 =3000欧姆，R2=100欧姆，滤波电容C=3.5F。本专利技术的功能实现：在一阶高通滤波系统未接入牵引变电所供电线路时，真空断路器K1、K2都处于开路状态。当牵引变电所需要投入高次谐波治理系统时，首先将真空断路器K1投入到闭合状态，此时，牵引变电所27.5kV供电线经真空断路器K1开始对滤波电容C进行充电，为避免滤波电容C的投入对供电网产生影响，设计时将电阻R1的取值远远大于电阻R2，由于电阻R1的阻值较高，对电容器的投入起到了缓冲作用，将电容器投入对电网的影响降到了最低。待滤波电容C充电电压达到设定电压值时，投入真空断路器K2到闭合状态，由于真空断路器K2的闭合，使得电阻R2与电阻R1产生并联，因为电阻R2的取值远小于电阻R1的取值，因此，电阻R2的并入将整个电路的设计参数达到滤除高次谐波的设计设定值，同时由于电阻R2的取值远低于电阻R1的值，这也将大大降低R1的有功损耗。实验例：一阶高通滤波系统现场投运前牵引供电线谐波记录仪测量波形为锯齿形曲线。一阶高通滤波系统现场投运后牵引供电线谐波记录仪测量波形为平滑曲线。本专利技术一阶高通滤波系统在未现场投运前，几乎每天都会出现一次或几次的列车途停事故，自从本专利技术在现场投运后未出现一次途停事故。本文档来自技高网...

【技术保护点】
牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统，牵引供电线通过滤波电容、电阻组成的谐波滤波器接地，其特征在于牵引变电所供电线由输入端子in引入一阶高通滤波系统，牵引供电线经端子in接第一真空断路器K1的输入端，第一真空断路器K1的输出端连接于滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端连接于第一电阻R1的输入端，滤波电容C的输出端连接于第二真空断路器K2的输入端，第二真空断路器K2的输出端连接于第二电阻R2的输入端，第一电阻R1的输出端和第二电阻R2的输出端连接于牵引变电所地线端，第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。

【技术特征摘要】
1.牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统，牵引供电线通过滤波电容、电阻组成的谐波滤波器接地，其特征在于牵引变电所供电线由输入端子in引入一阶高通滤波系统，牵引供电线经端子in接第一真空断路器K1的输入端，第一真空断路器K1的输出端连接于滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端连接于第一电阻R1的输入端，滤波电容C的输出端连接于第二真空断路器K2的输入端，第二真空断路器K2的输出端连接于第二电阻R2的输入端，第一电阻R1的输出端和第二电阻R2的输出端连接于牵引变电所地线端，第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。2.根据权利要求1所述的牵引变电所高次谐波一阶高通滤波系统，其特征在于第一、二电阻阻值比：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭加兵，符蓉，
申请(专利权)人：四川汇友电气有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51