一种机车谐波治理装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力机车谐波治理装置和系统，该装置安装在机车上，包括：降压变压器，其原边并联在机车牵引变压器的输入端，用于将牵引供电网提供的电源进行降压，并输出降压后的电源；无源滤波电路，其与降压变压器的副边连接，用于滤除机车产生的高次谐波，进而降低机车产生的谐波对牵引供电网的影响。本发明专利技术简单可靠、体积小、成本低、安全性高，能够有效滤除本车产生的高次谐波，避免了高次谐波对牵引供电系统及相关设备的损害。

Harmonic control device and system for locomotive

The invention discloses an electric locomotive harmonic control device and system, including the device installed on the locomotive,: step-down transformer, input end of the primary side parallel in the locomotive traction transformer, traction power supply network for the buck, power source and output step-down; passive filter circuit, the secondary side with a step-down transformer connection for harmonic filtering of locomotive produced, thereby reducing the harmonic effect due to the locomotive traction power grid. The invention is simple, reliable, small in size, low in cost and high in safety, can effectively filter the higher harmonic generated by the vehicle, and avoids the damage of the higher order harmonic to the traction power supply system and related equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，具体地说，涉及一种机车谐波治理装置和系统。
技术介绍
我国铁路运输在相当长的时间里一直以直流传动电力机车为主，传统的直流电力机车采用晶闸管半控桥式整流，功率因数低，产生的谐波也多为3次、5次、7次等低次谐波。近年来随着电气化铁路的高速发展，以及交流传动技术的成熟和广泛应用，越来越多的新型大功率交流传动电力机车开始投入应用，并逐渐成为铁路运输的主力。交流传动电力机车采用PWM变流技术，功率因数高，低次谐波电流较小，但其产生的电流谐波频带范围宽，运行时会向牵引供电网注入大量20次以上的高次谐波电流。而我国传统的电气化铁路牵引供电系统及其相关设备主要是针对直流传动电力机车设计的，交流机车产生的高次谐波可能导致同一牵引供电网中的直流传动电力机车的RC回路毁坏，甚至可能导致车载或变电所的避雷器损坏、车载设备的绝缘击穿、变电所的交直屏烧损及保护装置误动作等问题，还可能导致牵引供电网发生谐振，形成较大的过电压和过电流。高次谐波带来的上述问题将严重危害铁路运输的正常秩序，制约了交流传动电力机车的扩大运用，对各路局的行车调度和安全行车带来了巨大挑战，所以就需要对交流传动电力机车产生的高次谐波进行治理。目前对于电力机车产生的高次谐波的治理主要是以电力机车牵引供电网中的高次谐波为治理对象，通过安装在牵引变电所或编组站内的、与牵引供电网的馈线并联的地面谐波治理装置，对某一供电臂内的高次谐波进行集中治理。这种治理方式使得地面谐波治理装置的电压等级较高，对治理装置的容量要求相对较大，器件选型困难，装置的安全性也不容易保证，且装置体积大。基于上述情况，亟需一种体积小、结构简单、能够有效滤除电力机车产生的高次谐波的谐波治理装置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种机车谐波治理装置，以此来对电力机车或电动车组产生的高次谐波进行治理。所述装置安装在电力机车上，包括：降压变压器，其原边并联在机车牵引变压器的输入端，用于将牵引供电网提供的电源进行降压，并输出降压后的电源；无源滤波电路，其与所述降压变压器的副边连接，用于滤除机车产生的高次谐波，以降低所述机车产生的谐波对所述牵引供电网的影响。根据本专利技术的一个实施例，所述无源滤波电路包括第一无源滤波电路，其电连接在所述降压变压器副边的两端，用于滤除机车牵引变流器开关频率边带阈值范围内的高次谐波。根据本专利技术的一个实施例，所述第一无源滤波电路包括若干并联的第一无源滤波支路，所述第一无源滤波支路包括以下所列项中的任一项或几项：一阶无源高通滤波器、二阶无源高通滤波器、三阶无源高通滤波器。根据本专利技术的一个实施例，所述第一无源滤波支路还包括：第一开关单元，其串联在所述第一无源滤波支路中，用于对所述第一无源滤波支路进行投切；和/或，第一熔断器，其串联在所述第一无源滤波支路中，用于对所述第一无源滤波支路进行过流保护。根据本专利技术的一个实施例，所述无源滤波电路还包括第二无源滤波电路，其电连接在所述降压变压器副边的两端，用于滤除机车辅助变流器开关频率边带阈值范围内的高次谐波。根据本专利技术的一个实施例，所述第二无源滤波电路包括若干并联的第二无源滤波支路，所述第二无源滤波支路包括以下所列项中的任一项或几项：一阶无源高通滤波器、二阶无源高通滤波器、三阶无源高通滤波器。根据本专利技术的一个实施例，所述第二无源滤波支路还包括：第二开关单元，其串联在所述第二无源滤波支路中，用于对所述第二无源滤波支路进行投切；和/或，第二熔断器，其串联在所述第二无源滤波支路中，用于对所述第二无源滤波支路进行过流保护。根据本专利技术的一个实施例，所述无源滤波电路还用于滤除所述牵引供电网的高次谐波。本专利技术还提供了一种机车谐波治理系统，所述系统包括：机车负载；牵引供电网，其与所述机车负载连接，用于为所述机车负载提供电源；如上所述的机车谐波治理装置，其并联在所述机车负载的输入端。相对于现有的地面谐波治理装置，本专利技术提供的机车谐波治理装置安装在交流传动电力机车或电动车组上，采用简单可靠的无源滤波器来对本车产生的高次谐波电流进行治理，对变压器和滤波器的容量要求降低，这样能够有效降低整个装置的体积和成本。同时在低压环境下进行谐波治理不仅能够使得无源滤波器的选型更为方便，还装置的可靠性和安全性也更能够得到保障。当无源滤波器的容量有余时，该装置还能够对牵引供电网中由其他电力机车反馈来的高次谐波进行治理。本装置能够解决上述我国铁路牵引供电网中高次谐波引起的诸多问题，提高了我国机车装备的整体技术水平，为电力机车车载的和牵引变电所中的用电设备的安全运行提供了保障，为交流传动电力机车的扩大运用奠定了基础，有利于推动我国铁路的快速健康发展。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术的一个实施例的机车谐波治理系统的结构图；图2是根据本专利技术的一个实施例的机车谐波治理系统的电路图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。图1示出了本实施例中机车谐波治理系统的结构图。如图1所示，电力机车谐波治理系统包括牵引供电网101、谐波治理装置102和机车负载103。其中，牵引供电网101与机车负载103连接，来为机车负载103提供电源，以驱动机车负载103运行。需要说明的是，在本专利技术的不同实施例中，机车负载103可以为电力机车负载，也可以为电动车组负载，本专利技术不限于此。谐波治理装置102包括降压变压器104和无源滤波电路105，降压变压器104的原边并联在机车负载103中机车牵引变压器的输入端，用于将牵引供电网101提供的电源进行降压后输出。无源滤波电路105与降压变压器的副边连接，用于滤除机车负载103产生的高次谐波，避免上述高次谐波反馈到牵引供电网101中而给同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机车谐波治理装置，其特征在于，所述装置安装在机车上，包括：降压变压器，其原边并联在机车牵引变压器的输入端，用于将牵引供电网提供的电源进行降压，并输出降压后的电源；无源滤波电路，其与所述降压变压器的副边连接，用于滤除机车产生的高次谐波，以降低所述机车产生的谐波对所述牵引供电网的影响。

【技术特征摘要】
1.一种机车谐波治理装置，其特征在于，所述装置安装在机车上，包括：
降压变压器，其原边并联在机车牵引变压器的输入端，用于将牵引供电网提
供的电源进行降压，并输出降压后的电源；
无源滤波电路，其与所述降压变压器的副边连接，用于滤除机车产生的高次
谐波，以降低所述机车产生的谐波对所述牵引供电网的影响。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无源滤波电路包括第一无
源滤波电路，其电连接在所述降压变压器副边的两端，用于滤除机车牵引变流器
开关频率边带阈值范围内的高次谐波。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一无源滤波电路包括若
干并联的第一无源滤波支路，所述第一无源滤波支路包括以下所列项中的任一项
或几项：
一阶无源高通滤波器、二阶无源高通滤波器、三阶无源高通滤波器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一无源滤波支路还包括：
第一开关单元，其串联在所述第一无源滤波支路中，用于对所述第一无源滤
波支路进行投切；和/或，
第一熔断器，其串联在所述第一无源滤波支路中，用于对所述第一无源滤波
支路进行过流保护。
5.如权利要求1～4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：何多昌，罗文广，张志学，李华，章志兵，尚敬，孙璐，张定华，陈涛，刘华东，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43