高次諧波過電壓對牽引變電設備的影響

李浩李

摘要：隨著我國社會經濟的蓬勃發展，電網行業也得到顯著的發展和壯大。通常情況下，電網系統中常含有高次諧波，這將可能導致變壓器設備中鐵心飽和，使其產生的噪聲提高，鐵心突然發燙，對整個設備的運行安全構成嚴重威脅。鑒于此，文章重點就高次諧波過電壓對牽引變電設備的影響及控制對策進行研究分析，以供參考和借鑒。

關鍵詞：高次諧波；過電壓；變電設備；影響

在電網系統中，一般會存在高次諧波分量，這將在很大程度上可能導致鐵心飽和狀況發生，使其產生的噪聲值提升，鐵心的熱量在短時間內上升，影響整個設備的正常順利運行。對此，應對故障發生的原因進行分析，并且采取正確合理的措施進行有效的解決。

1牽引供電系統產生高次諧波過電壓的原因

諧波是指頻率為基波諧波整數倍的一種正弦波，因為在電力系統中經常有一些設備和負荷存在非線性特性，也就是所負載的電壓與產生的電流成非線性的關系從而造成波形畸變。牽引供電方式產生非正弦畸變波產生的原因有三類：第一，機車降壓變在機車運行過程中過分相時斷電又帶電產生勵磁涌流；第二，直流牽引機車整流回路采用晶閘管整流，控制極靠導通角輸出脈沖調節直流輸出電壓、電流的質量，交流正弦波不能被全波吸收，殘留波對正弦波沖擊；第三，有源逆變即再生制動和直流電機在發電機狀態運行時，慣性機械力產生電勢。

2高次諧波對變電設備的危害

由于變電設備對于電磁波的感應靈敏度較高，所以一旦機車牽引的過程中產生高次諧波，就會嚴重的危害變電設備的正常運行，下面將結合工作經驗，列舉幾種常見危害：第一，當高次諧波對設備性能的影響。當高次諧波中的電流超過一定限度時會引起變壓器、電動機損失增大，產生過熱；高次諧波電壓還能引起設備異常震動，繼電器保護誤動，計量誤差大，晶閘管裝置失控和影響通訊質量；高次諧波電流、電壓更容易使電力電容器產生嚴重過負荷和諧振，致使設備損壞；第二，高次諧波對交直流屏影響。充電模塊的輸入端為橋式整流部分，對諧波電壓的擬制功能較差，完全由濾波電解電容來承受。直流盤一般只對3、5、7次諧波設置了濾波裝置，對交直交機車產生的高次諧波無法濾除。當高次諧波電壓直接疊加在充電模塊、交流盤燈具、接觸器、繼電器等元器件上因長期過電壓運行造成發熱而損壞；第三，高次諧波對對避雷器的影響。HXD機車運行時產生大量的20次以上高次諧波，當接觸網阻抗參數與機車參數匹配時造成了諧波電流放大，發大了的諧波電流引起電壓畸變，畸變的電壓進一步使機車諧波電流增大，形成了一個類似于正反饋的互相激勵過程，很快時接觸網形成諧振過電壓，引起避雷器泄露電流增大，曾在某段避雷器因內部發熱而引起爆炸7次；第四，高次諧波對電容器的影響。在由于整流負荷的影響，常使變電所母線中高次諧波電流增加，使母線電壓波形畸變，并聯電容器將使母線電壓高次諧波成分增加，高次諧波的存在將使容抗下降，產生較大的高次諧波電流，使電容器組嚴重過流。對諧波造成電容器差壓保護動作分析，即某段共發生17次并電容差壓保護跳閘，跳閘時供電臂上均有HXD1C或HXD機車運行。通過對跳閘數據分析發現，并電容跳閘時諧波電流含量最低10.7%，最高77.8%。諧振源是HXD機車。因機車運行產生的3次、5次、7次、諧波或20次以上高次諧波引起電容器諧振；或者高次諧波影響造成電容器放電線圈二次響應時間差異引起電容器差壓保護動作。由此可見，高次諧波的產生嚴重的影響了變電設備的正常運行，嚴重的還會引發系統運行的安全事故。

3提高牽引變電設備運行穩定性的相關策略

提高牽引變電設備運行穩定性的相關策略，具體內容體現如下：

3.1縮短判斷故障時間

縮短判斷故障時間，能夠使牽引變電設備所出現故障獲得快速及時解決，這對于確保牽引變電設備運行穩定性是十分有利的。文字警告是故障提醒的一種有效方式，在后臺機界面之上，主接線占據大多位置，牽引變電設備故障信息通常都會在主接線圖下方彈出，其信息顯示為較近三次，所以相關工作人員可根據文字警告內容，對故障作出準確判斷，以采用行之有效的策略，實現對牽引變電設備故障的有效解決，使牽引變電設備運行的穩定性可以獲得保障。要注意的是，警告信息有時會較多，難以對繁雜的信息內容進行高效篩選，因此要對先篩選出的有價值信息予以關注，讓其能夠作為判斷牽引變電設備故障的主要依據。另外，還可以借助自帶軟件、虛擬光字牌等對后臺實施處理，以提升篩選信息的效率，從而在最大限度上縮短故障判斷時間，使故障能夠得以及時排除。

3.2遵循良好管理原則

若想使牽引變電設備日常檢測工作得以有效落實，則務必要遵循良好的管理原則，讓相關工作人員能夠針對牽引變電設備，進行細致的檢測，以向上級及時報告設備實際狀況。對此，應對交接過程予以關注，接班、交班人員必須在相同時間實施交接，同時也必須為當面交接。細致來說，其一圖版交接，它是指在交接時對設備運行圖實施傳遞；其二是現場交接，即指在交接時，通過實物交接的方式對操作器、以及記錄等實施交接，以確保對信息的良好傳達。要注意的是，在值班時相關工作人員還應對系統設備實施定期檢查，若遇特殊天氣，還需增加檢查的次數，保證設備運行狀況的良好性，同時對于某些設備來說，還應做好相應的防護工作，以避免設備遭受損害，從而對牽引變電設備運行的穩定性加以保障。

3.3改善設備控制方式

以現如今情況來說，多數區所都無人看守，其運用的電源也多為27.5KV，以及10KV電源，后者電源在實際運用中，會受外界極大影響，因而時常會產生短路等故障，導致電源切換極為頻繁。再者，該電源單相接地現象的產生也很是頻繁，使得設備很容易出現燒毀狀況，所以針對此情況，應對設備控制的方式予以改善，可以在10kv電源低壓側進行斷相保護的加裝，對電源實施閉鎖，以避免頻繁切電現象的產生。還應重視切換回路，進行延時裝置的安裝，盡量躲避線路重合閘、以及備投的時限。

3.4強化設備維護管理

強化設備維護管理，是對牽引變電設備運行穩定性的良好保障。對此，相關工作人員應對設備實施巡視，并且應遵照巡視卡來實施，相關工作人員若想進行單獨巡視，則要通過相關部門的批轉，方可開展巡視工作。另外，在巡視時工作人員絕不可做與巡視毫無干系的事情，若遇雷雨天氣，務必要穿好絕緣靴，并與避雷針保持距離，以防止工作人員自身安全性受到威脅。再者，若發現高壓設備具有接地問題時，工作人員也應與其保持距離，并做好相應的保護措施。對此，一方面應進行停電計劃的設計，可以運用“先算后停”的方式，對停電予以良好安排，避免重復停電現象的發生，強化對整體計劃的有效管理。另一方面應提高巡視質量，尤其是對于隱蔽工程來說，更應實施重點巡視，若發現故障存在，則應及時采用應對措施，使故障獲得排除，從而真正實現對牽引變電設備的良好維護管理。

4結束語

受到高次諧波干擾后的變電設備不僅不能完成正常的牽引任務，還有可能引發嚴重的安全事故，所以我們應該認真分析高次諧波的產生原因，并有針對性的制定解決措施和計劃，以保證變電設備的正常運行。

參考文獻：

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