有源濾波器在地鐵上的應(yīng)用是非常重要的，這是由于地鐵在緩解交通壓力中發(fā)揮著越來越重要的作用。而牽引供電系統(tǒng)作為地鐵的動(dòng)力來源,其可靠性影響著整個(gè)地鐵交通系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。地鐵的供電系統(tǒng)是直流牽引供電系統(tǒng),牽引變電所實(shí)現(xiàn)了將交流電整流成直流電供地鐵機(jī)車運(yùn)行。而整流機(jī)組是其中的關(guān)鍵組成部分也是整個(gè)系統(tǒng)中主要的諧波來源,為了減少整流機(jī)組網(wǎng)側(cè)波電流對(duì)城市電網(wǎng)的影響,我國大部分的整流機(jī)組以12脈波整流為主。所以在整流機(jī)組網(wǎng)側(cè)裝了有源濾波器裝置,對(duì)網(wǎng)側(cè)的諧波進(jìn)行補(bǔ)償控制。
有源濾波器能夠大幅減少其非特征次諧波含量。有源濾波器的工作過程是:運(yùn)用電流傳感器CT采集負(fù)載側(cè)和逆變器輸出主線路上的電流,共6路。同時(shí)利用電壓傳感器PT對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)電壓和逆變器直流側(cè)電容電壓進(jìn)行采樣。而后使用諧波檢測算去提取出諧波信號(hào),依據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出每相每個(gè)開關(guān)器件的開關(guān)映射時(shí)間,完成跟蹤指令諧波電流的任務(wù),從而使電網(wǎng)變壓器輸出電流干凈,沒有諧波污染。
一、諧波對(duì)地鐵供電系統(tǒng)的危害：
（1）地鐵牽引供電系統(tǒng)中多釆用的是24脈波整流機(jī)組,是由兩組12脈波整流機(jī)組并聯(lián)組成。如果兩組12脈波整流機(jī)組工作不穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生大量的諧波,對(duì)地鐵安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。諧波對(duì)無功補(bǔ)償系統(tǒng)產(chǎn)生干擾、降低功率因素甚至引起誤跳閘、誘發(fā)諧振,使無功補(bǔ)償電容器過熱甚至擊穿,繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作影響電能計(jì)量等一系列危害車站配電系統(tǒng)復(fù)雜。
（2）地鐵諧波不但影響了電網(wǎng)電氣設(shè)備的壽命同時(shí)也維短了電氣化鐵路自身的壽命。當(dāng)牽引系統(tǒng)諧波頻率與輸電系統(tǒng)的固有頻率重合疊加是可能放大諧波分量，增加設(shè)備的附加損耗和發(fā)熱，造成設(shè)備故障。因?yàn)榈罔F負(fù)荷都是靠近城市中心負(fù)荷的,諧波注入電網(wǎng)會(huì)對(duì)鄰近的民用電網(wǎng)造成很大的干擾,也會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)造成干擾,最重要的是對(duì)自身的危害非常嚴(yán)重。
（3）因?yàn)榈罔F的控制中心,他向外界發(fā)出的信息不能有半點(diǎn)誤差和延遲,否則會(huì)造成無法估量的損失。地鐵的服務(wù)設(shè)施為乘客提供方便快捷安全服務(wù),在這人員密集的場合出現(xiàn)電梯故障、停電、報(bào)警失靈都會(huì)造成現(xiàn)場混亂乃至生命安全。所以地鐵上需要應(yīng)用有源濾波器來保駕護(hù)航，為乘客提供一個(gè)安全的乘車環(huán)境。
二、有源濾波器在地鐵上的應(yīng)用前景：
地鐵的各類負(fù)荷具有波動(dòng)性,如早晚高峰負(fù)荷大,系數(shù)參數(shù)變化也大,地鐵大量采用電纜線路,系統(tǒng)的整體功率因教較高。地鐵各類用電設(shè)備均為運(yùn)營服務(wù),一旦出現(xiàn)問題,將直接影響到地鐵的行車安全和乘客的人身安全,因此各類用電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求較高,傳統(tǒng)的無源補(bǔ)償裝置容易與諧波源發(fā)生諧振,進(jìn)而將諧波放大。所以通過對(duì)有源濾波器和無源濾波器的性前對(duì)比,使用有源濾波器是消除地鐵供電系統(tǒng)諧波危害的優(yōu)選方案。
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