電力機車無功補償與諧波抑制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、眾所周知，鐵路電力機車自誕生以來，就為人類經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出了巨大的貢獻。其主要特征是牽引力較大，過載能力強、符合環(huán)保要求等，兼具滿足重載貨運、高速客運及客貨兩用運輸要求。目前，我國干線鐵路運行的電力機車大多是交—直型晶閘管相控電力機車，該機車采用了大量的相控整流裝置，帶來的一個主要問題就是功率因數(shù)偏低及諧波干擾問題。如果我們不加裝功率因數(shù)補償裝置，任由功率因數(shù)降低及諧波干擾增大，就可能直接造成接觸網(wǎng)25kV電壓波形發(fā)生嚴重畸變。<

2、br>　　隨著電力電子器件的快速發(fā)展，晶閘管和電力電容器的體積的減小，性能的不斷加強，可以考慮利用晶閘管投切電容器（TSC）技術并達到無功就地補償?shù)哪康?。利用這種方案能夠達到濾波和提高功率因數(shù)的要求，并能解決變電所裝設固定電容補償裝置造成的過補償問題。具體思路是在機車上按一定的尋優(yōu)模式，設計多組某次或幾次濾波器，根據(jù)牽引負荷的變化，改變補償出力，使功率因數(shù)和諧波含量都能滿足系統(tǒng)運行要求。
　　本文主要針對8軸6400kW重載電力機

3、車設計了一種電力機車動態(tài)無功補償及諧波抑制裝置。該裝置在硬件方面設計了基于C8051F020單片機的控制器、控制器外圍電路及主電路(濾波器組)三大模塊。能夠在機車牽引變的1kV側進行快速、無沖擊、低損耗的無功補償。
　　本文還分析了補償裝置的投切原則和投切過程的控制、保護措施、補償裝置的極限工作狀態(tài)、補償電路故障產(chǎn)生的原因以及需采取的措施。軟件設計中采用了半波傅立葉算法、平均值濾波、強大的保護和故障判斷模塊等，提高了裝置的運行效率