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電氣化機(jī)車(chē)的“清潔”電能
2013-03-21
隨著電氣化機(jī)車(chē)使用越來(lái)越廣泛，會(huì)在電網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波和負(fù)序污染，如不能在牽引變電站得到及時(shí)治理，將注入電網(wǎng)，降低電能質(zhì)量，隨著城鐵和地鐵的發(fā)展，這一矛盾日益突出。改善電能質(zhì)量的先決條件是對(duì)不同工況下的電能質(zhì)量進(jìn)行合理監(jiān)測(cè)和細(xì)致分析，而國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)供電站段都不具有相關(guān)的分析儀器和設(shè)備。針對(duì)這一問(wèn)題，根據(jù)我國(guó)電氣化鐵路的自身特點(diǎn)，研制攜帶方便、分析功能強(qiáng)大而且符合鐵路工作習(xí)慣和要求，高性?xún)r(jià)比的、多功能、便攜式電能質(zhì)量檢測(cè)分析裝置非常必要。
(1)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)供電系統(tǒng)測(cè)試，尤其是聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，中間常有包括所用電在內(nèi)的全所斷電，測(cè)試系統(tǒng)需要具有虛擬儀器的即啟即測(cè)、閾值啟停、定時(shí)啟停功能。
(2)由動(dòng)車(chē)組、電力機(jī)車(chē)性能及SVC、抑制諧振濾波器性能等決定的對(duì)諧波分析、THD計(jì)算至不同的諧波次數(shù)的要求，是否計(jì)算偶次諧波的要求。
(3)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)供電系統(tǒng)測(cè)試各條饋線(xiàn)電流需要和與其相關(guān)電壓計(jì)算相關(guān)關(guān)系（功率、相位差）。
在硬件方面，電壓及電流需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)采樣的速率及精度必須很高，采用了凌華數(shù)據(jù)采集卡（PCI-9846），DVDI系列互感器，電流鉗選用FLUKEi200s交流電流鉗。
圖1 總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的軟件部分由LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)編寫(xiě)。基于虛擬儀器的電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)分為檢測(cè)和分析兩大部分。監(jiān)測(cè)部分的任務(wù)是將原始電壓電流信號(hào)采集并變換成數(shù)字信號(hào)，然后顯示出波形和頻譜，存儲(chǔ)并輸出數(shù)據(jù)文件，其包含的功能模塊有數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、圖形顯示模塊、數(shù)據(jù)文件輸出模塊等；分析部分是對(duì)監(jiān)測(cè)部分輸出的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行系統(tǒng)的深入分析，得出電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果、變化趨勢(shì)等，并根據(jù)需要打印出牽引供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析報(bào)表。
用基于軟鎖相的FFT諧波檢測(cè)和組合小波檢測(cè)諧波的方法對(duì)電氣化鐵道諧波實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，諧波數(shù)據(jù)來(lái)自北京鐵路局石家莊供電段內(nèi)京廣線(xiàn)某變電所、石太客專(zhuān)某變電所和石德線(xiàn)某變電所。處理諧波次數(shù)為2~63次，采樣頻率為256點(diǎn)/周波。記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間為24小時(shí)。牽引供電系統(tǒng)電壓、電流數(shù)據(jù)中根據(jù)車(chē)型負(fù)載的不同和牽引變電所供電區(qū)段有無(wú)機(jī)車(chē)負(fù)載，其諧波含量也有著不同之處，本文主要針對(duì)不同車(chē)型負(fù)載給牽引供電系統(tǒng)所帶來(lái)的諧波進(jìn)行分析。
來(lái)源 示波器 http://www.haoxin365.com/
(1)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)供電系統(tǒng)測(cè)試，尤其是聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，中間常有包括所用電在內(nèi)的全所斷電，測(cè)試系統(tǒng)需要具有虛擬儀器的即啟即測(cè)、閾值啟停、定時(shí)啟停功能。
(2)由動(dòng)車(chē)組、電力機(jī)車(chē)性能及SVC、抑制諧振濾波器性能等決定的對(duì)諧波分析、THD計(jì)算至不同的諧波次數(shù)的要求，是否計(jì)算偶次諧波的要求。
(3)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)供電系統(tǒng)測(cè)試各條饋線(xiàn)電流需要和與其相關(guān)電壓計(jì)算相關(guān)關(guān)系（功率、相位差）。
在硬件方面，電壓及電流需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)采樣的速率及精度必須很高，采用了凌華數(shù)據(jù)采集卡（PCI-9846），DVDI系列互感器，電流鉗選用FLUKEi200s交流電流鉗。
圖1 總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的軟件部分由LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)編寫(xiě)。基于虛擬儀器的電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)分為檢測(cè)和分析兩大部分。監(jiān)測(cè)部分的任務(wù)是將原始電壓電流信號(hào)采集并變換成數(shù)字信號(hào)，然后顯示出波形和頻譜，存儲(chǔ)并輸出數(shù)據(jù)文件，其包含的功能模塊有數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、圖形顯示模塊、數(shù)據(jù)文件輸出模塊等；分析部分是對(duì)監(jiān)測(cè)部分輸出的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行系統(tǒng)的深入分析，得出電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果、變化趨勢(shì)等，并根據(jù)需要打印出牽引供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析報(bào)表。
用基于軟鎖相的FFT諧波檢測(cè)和組合小波檢測(cè)諧波的方法對(duì)電氣化鐵道諧波實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，諧波數(shù)據(jù)來(lái)自北京鐵路局石家莊供電段內(nèi)京廣線(xiàn)某變電所、石太客專(zhuān)某變電所和石德線(xiàn)某變電所。處理諧波次數(shù)為2~63次，采樣頻率為256點(diǎn)/周波。記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間為24小時(shí)。牽引供電系統(tǒng)電壓、電流數(shù)據(jù)中根據(jù)車(chē)型負(fù)載的不同和牽引變電所供電區(qū)段有無(wú)機(jī)車(chē)負(fù)載，其諧波含量也有著不同之處，本文主要針對(duì)不同車(chē)型負(fù)載給牽引供電系統(tǒng)所帶來(lái)的諧波進(jìn)行分析。
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