高速鐵路高通濾波器接入位置研究

劉 淺，高仕斌，李丹丹

（西南交通大學 電氣工程學院，四川 成都 610031）

0 引言

隨著我國高速鐵路的快速發展，以IGBT、GTO、IGCT為核心元件的交直交型機車被大量采用。由于采用了電子整流元件、相控整流技術，低次諧波的含量降低，高次諧波含量增加［1-3］。當線路固有的阻抗頻率與機車注入高次諧波頻率相同時會引起系統諧振或諧波放大，產生諧波過電壓、過電流現象［4］。這些現象嚴重破壞了牽引供電系統的安全穩定運行，導致補償電容器組損壞、機車故障、線路保護動作故障等。

目前國內外許多學者對諧波模型的推導及算法做了相關的研究。文獻［5-7］對牽引網多導體傳輸線的統一鏈式電路模型進行推導。文獻［8-10］對輸電線的諧波模型進行建模，采用了相模變換法、模態分析法、基于數值分析的分段T參數合成算法和整體T參數合成算法，其中相模變換法應用最為廣泛。文獻［11-14］分析了牽引網的諧振機理，基于電磁暫態仿真軟件，對牽引網諧振點、諧波放大倍數、牽引網長度及機車位置進行仿真研究。在牽引供電系統中接入濾波裝置是目前治理諧振最有效的措施。文獻［15］提出了一種適用于高速鐵路功率因數高、高次諧波含量大特點的新型阻波高通濾波器，并在功率特性與濾波特性方面與現有的幾種高通濾波器進行對比。文獻［16］對高通濾波器應用于高速鐵路中的諧波諧振抑制方案進行研究，驗證其阻波性及高通性。目前的研究多局限于分析不同種類的濾波器接入牽引變電所的諧振抑制效果，而對濾波器接入牽引網不同位置時的諧波阻抗及電流放大倍數的理論推導很少，限制了對諧波諧振的進一步研究。……