CN201336573Y - 牵引网谐波抑制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种牵引网谐波抑制装置，包括牵引变压器以及牵引变压器输出侧的两组牵引供电臂，每组牵引供电臂上电连接有电流互感器，每组牵引供电臂上设置有若干组并联的滤波器，第一电流互感器、滤波器电连接有控制器，采取了滤波器分组的方式，避免了分组滤波器投到谐振点上，同时也可避免出现过大的谐波电流放大倍数，控制器能够实时检测电网中的电压互感器二次侧的电压值和电流互感器二次侧的电流值，从而根据设定的参数控制滤波支路的投切组数，从而准确的控制接触器的投切，使整个系统的功率因数提高到96％以上。

Description

牵引网谐波抑制装置

技术领域

本实用新型涉及一种谐波抑制装置，尤其涉及一种适用于电气化铁道牵引供电系统的牵引网谐波抑制装置。

背景技术

在电气化铁道牵引供电系统中，牵引变压器一般为三相变两相变压器，一次侧三相进线连接110kv电力电网，二次侧输出则为两路独立的单相27.5kv交流电，每路各承担一组牵引供电臂，每一供电臂上可同时有多辆电力机车运行。由于电力机车为非线性整流负荷，因此所产生的谐波电流经牵引网传输至供电臂，在供电臂首端叠加后注入牵引变压器再传输给电力电网，即每一个牵引变压器都是一个动态的谐波源。由于每个牵引臂的负荷随电力机车的运动而处于变化之中，其无功功率也随时发生变化，这样就会导致牵引臂末端的电压变化较大，影响电力机车运行。

对以上问题通常采取补偿措施，否则，将会导致电网电能质量受到严重污染，不仅会影响到电气化铁道牵引变电所的供电可靠性，而且还对当地电网的安全可靠运行产生十分不利的影响。电气化铁道谐波在电网中造成的危害主要体现在两个方面：一是当谐波电流沿牵引网返回系统时，由于牵引网对地分布电容和回路电感的影响，可能构成某次谐波的谐振回路，造成牵引负荷谐波电流的谐振放大，危及系统安全；二是当谐波电流流过牵引变压器，会造成谐波电压降，引起附加铁损和铜损，使变压器容量减小，效率降低。

目前，采取的补偿措施一般是设置固定容量的滤波器组以消除牵引网的谐波。由于电网在低次数谐波下发生的谐振最为严重，若谐波源容量较大，而滤波器组容量较小，则谐振电流会导致滤波器组严重过载，致使滤波装置发生异常声响和振动，外形变形膨胀，甚至因外壳爆裂而损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对以上问题，提供一种补偿效果好、方便、安全的牵引网谐波抑制装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：牵引网谐波抑制装置，包括牵引变压器以及牵引变压器输出侧的两组牵引供电臂，其特征是：所述每组牵引供电臂上电连接有电流互感器，所述每组牵引供电臂上设置有若干组并联的滤波器，所述第一电流互感器、滤波器电连接有控制器。

滤波器的优化方案，所述每组滤波器分别包括串联的电感、电容和接触器。

一种具体的优化方案，所述电容并联有放电线圈。

一种具体的优化方案，所述放电线圈的二次侧连接有指示灯。

一种具体的优化方案，每组滤波器分别串联有电流继电器。

控制器的优化方案，所述控制器包括微处理器以及与微处理器电连接的控制开关，所述控制开关与电流继电器的常闭开关及接触器的线圈串联。

一种具体的优化方案，所述滤波器的数量为4组。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点：

(1)采取了滤波器分组的方式，避免了分组滤波器投到谐振点上，同时也可避免出现过大的谐波电流放大倍数。

(2)电容器上并联有放电线圈，当断开某一滤波支路时，可使电容器在规定的时间内将电容器剩余的电压降到规定值以下，放电线圈的二次侧连接指示灯，还可以检测系统是否发生单相接地故障。正常情况下，放电线圈二次侧有电压，此时指示灯是是工作的，当发生系统单相接地时，放电线圈二次绕组就无电压，指示灯即停止工作，通过观察指示灯的工作情况可以非常直观的监视到滤波装置是否发生了接地现象，从而尽快采取措施消除故障。

(3)控制器能够实时检测电网中的电压互感器二次侧的电压值和电流互感器二次侧的电流值，从而根据设定的参数控制滤波支路的投切组数，从而准确的控制接触器的投切，使整个系统的功率因数提高到96％以上。

(4)控制器设有电流继电器，能检测每条滤波支路的电流值，如果电流值超限，则自动切除该支路，有效地保护了电气设备的安全。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

附图1为本实用新型实施例中供电臂及滤波器的电路原理图；

附图2为本实用新型实施例中控制器的电路框图。

具体实施方式

实施例，如图1所示，牵引网谐波抑制装置，包括牵引变压器以及牵引变压器二次侧输出侧的两组牵引供电臂，每组牵引供电臂上电连接有第一电流互感器LH1和第二电流互感器LH2，每组牵引供电臂上设置有并联的四组LC无源滤波器。

第一组LC无源滤波器包括串联的第一电感L1、第一电容C1和第一接触器，第一组LC无源滤波器与第一电流继电器CT1以及第一接触器的开关KM1串联，第一电容C1并联有第一放电线圈PT1，第一放电线圈PT1的二次侧连接第一指示灯HR1。

第二组LC无源滤波器包括串联的第二电感L2、第二电容C2和第二接触器，第二组LC无源滤波器与第二电流继电器CT2以及第二接触器的开关KM2串联，第二电容C2并联有第二放电线圈PT2，第二放电线圈PT2的二次侧连接第二指示灯HR2。

第三组LC无源滤波器包括串联的第三电感L3、第三电容C3和第三接触器，第三组LC无源滤波器与第三电流继电器CT3以及第三接触器的开关KM3串联，第三电容C3并联有第三放电线圈PT3，第三放电线圈PT3的二次侧连接第三指示灯HR3。

第四组LC无源滤波器包括串联的第四电感L4、第四电容C4和第四接触器，第四组LC无源滤波器与第四电流继电器CT4以及第四接触器的开关KM4串联，第四电容C4并联有第四放电线圈PT4，第四放电线圈PT4的二次侧连接第四指示灯HR4。

如图2所示，控制器内设有微处理器以及与微处理器电连接的第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3和第四控制开关K4，控制器的输入信号来自第一电流互感器LH1的电流信号和牵引变压器的电压信号。

第一控制开关K1与第一电流继电器CT1的常闭开关K1’及第一接触器的线圈JQ1串联。

第二控制开关K2与第二电流继电器CT2的常闭开关K2’及第二接触器的线圈JQ2串联。

第三控制开关K3与第三电流继电器CT3的常闭开关K3’及第三接触器的线圈JQ3串联。

第四控制开关K4与第四电流继电器CT4的常闭开关K4’及第四接触器的线圈JQ4串联。

控制器接收第一电流互感器LH1的电流信号和牵引变压器的电压信号，由微处理器实时地检测电网中电流和电压的变化，并计算出其功率因数以确定LC无源滤波器的投入组数，从而准确的控制接触器的投切，使整个系统的功率因数提高到96％以上，当LC无源滤波器的电流超出设定值时，电流互感器的常闭开关动作，切断LC无源滤波器的电源，保护了电气设备，在接触器投切的过程中，为了防止滤波装置与系统阻抗发生并联谐振，控制器还设定了一定的控制顺序，当接触器闭合时，滤波支路由低次向高次依次按顺序投入，当接触器断开时，滤波支路由高次向低次依次按顺序切开。

LC无源滤波器的数量还可以根据具体情况设置。

Claims (7)

1、牵引网谐波抑制装置，包括牵引变压器以及牵引变压器输出侧的两组牵引供电臂，其特征是：所述每组牵引供电臂上电连接有电流互感器(LH1)，所述每组牵引供电臂上设置有若干组并联的滤波器，所述第一电流互感器(LH1)、滤波器电连接有控制器。

2、如权利要求1所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：所述每组滤波器分别包括串联的电感、电容和接触器。

3、如权利要求2所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：所述电容并联有放电线圈。

4、如权利要求3所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：所述放电线圈的二次侧连接有指示灯。

5、如权利要求2-4其中之一所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：每组滤波器分别串联有电流继电器。

6、如权利要求5所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：所述控制器包括微处理器(IC)以及与微处理器(IC)电连接的控制开关，所述控制开关与电流继电器的常闭开关及接触器的线圈串联。

7、如权利要求1所述的牵引网谐波抑制装置，其特征是：所述滤波器的数量为4组。

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