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地鐵諧波治理技術(shù)知識(shí)普及

日期:2023/1/1 Click:493
地鐵諧波治理技術(shù)知識(shí)普及
由于電鐵牽引負(fù)荷的“四非”特性——非線性(大功率整流設(shè)備)、非正弦性(波形畸變)、非對(duì)稱性(單相大功率負(fù)荷)、非連續(xù)性(有功、無(wú)功沖擊嚴(yán)重、電壓波動(dòng)大),其諧波、負(fù)序等電力公害不僅危及共用電網(wǎng)其它用戶的安全生產(chǎn),還會(huì)危及電鐵系統(tǒng)自身的安全與可靠運(yùn)行。因此,英、美、法、德、日等發(fā)達(dá)國(guó)家,甚至澳大利亞、南非都加大了對(duì)電鐵諧波、負(fù)序等公害治理的力度,廣泛采用了SVC(TCR+PF)或SVC(TCR+PF+AF)的綜合治理方案,獲得了不少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外,根據(jù)國(guó)際“電磁兼容”的要求,法國(guó)就在8K電力機(jī)車(chē)上安裝了數(shù)千kvar的PF濾波器,以減少機(jī)車(chē)大功率整流設(shè)備產(chǎn)生的諧波,克服對(duì)電子通訊及共用電網(wǎng)其它用戶的干擾,欲達(dá)到同一電網(wǎng)供電,彼此互不干擾、“電磁兼容”的目的,但效果并不理想。
  國(guó)內(nèi)雖在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始研究電鐵諧波的治理,20世紀(jì)90年代還舉行過(guò)幾次專家論證,也就電鐵諧波治理達(dá)到一定的共識(shí),但由于某些客觀和主觀的因素影響到至今尚未正式開(kāi)展綜合治理,自1984年以來(lái),導(dǎo)致北京、張家口、駐馬店、信陽(yáng)、晉東南、遵義大面積停電,設(shè)備燒毀等惡性事故,這個(gè)教訓(xùn)是值得深刻檢討的,但就在“電鐵公害”難以治理的情況下,華北電力科學(xué)院、河南電力試驗(yàn)研究所、西北電力試驗(yàn)研究院、鐵道研究院、西南交大等也相繼提出了云南永豐營(yíng)、河南湯陰、江西威舍、廣西百色、河北柳新莊等電鐵牽引站治理方案,有的還付諸實(shí)踐進(jìn)行了治理,如清華大學(xué)與河南電力試驗(yàn)研究所為穩(wěn)定河南電網(wǎng)電壓,合作開(kāi)發(fā)了±20 Mvar新型靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG,也稱STATCOM),采用四重化共48只GTO的電壓型逆變器以消除12K±1(K=1、2、3……)以上的特征諧波,并支撐、穩(wěn)定河南電網(wǎng)電壓,免受河南電鐵的間隙性無(wú)功沖擊的電壓波動(dòng)影響,于1999年4月投入運(yùn)行,成為中國(guó)SVG技術(shù)應(yīng)用的先驅(qū)。此外,四川省電力局與四川大學(xué)合作,提出了成昆電鐵涼山段電能質(zhì)量綜合治理的可行性研究報(bào)告,為一攬子解決10個(gè)牽引站的一個(gè)220 kV變電站的諧波、負(fù)序等公害問(wèn)題,為下一步AVG系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
  就專門(mén)進(jìn)行諧波負(fù)序綜合治理的企業(yè)而言,東北榮信公司在20世紀(jì)90年代末就完成了西北某電鐵牽引站無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)制造,投入運(yùn)行后,又于2001年與陜西銀河中試測(cè)量公司合作,承擔(dān)了陜西神朔兩個(gè)電鐵牽引站共7.6萬(wàn)kvar的SVC(TCR+PF)工程的設(shè)計(jì)制造任務(wù),已于2002年7月底調(diào)試投運(yùn)成功,8月10日移交正式運(yùn)行,從而揭開(kāi)了大容量SVC綜合治理電鐵諧波的序幕。
  筆者在20世紀(jì)80年代初留歐期間引進(jìn)BBC(現(xiàn)ABB)公司的SVC(TCR+FC)成套工程設(shè)計(jì)制造技術(shù),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域的空白(1992年獲國(guó)家機(jī)電部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)及國(guó)務(wù)院突出貢獻(xiàn)特貼專家榮譽(yù)),并結(jié)合國(guó)內(nèi)外SVC工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),考慮模糊相關(guān)及加權(quán)處理的四參數(shù)補(bǔ)償容量QW的精密算法。在對(duì)某工程的實(shí)測(cè)中,QW算法的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的接近程度優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的預(yù)測(cè)計(jì)算水平。20多年來(lái)對(duì)銅川鋁廠、楚雄鐵合金廠、耀縣水泥廠、長(zhǎng)江電機(jī)廠軋機(jī)、宣威磷化工廠以及電弧爐、電熱爐、中頻爐等諧波、負(fù)序綜合治理的檢測(cè)、設(shè)計(jì)或安裝調(diào)試、運(yùn)行中探索到一些經(jīng)驗(yàn),并收集了不少電鐵牽引站諧波、負(fù)序電能指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

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