電力機(jī)車論文：電力機(jī)車諧振成因及策略

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本文作者：張道俊作者單位：鄭州鐵路局鄭州供電段

原因分析

（1）測試期間，鄭州客運(yùn)站開閉所供電可靠，基礎(chǔ)電壓質(zhì)量完全滿足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。

（2）從錄波數(shù)據(jù)上看，交直交電力機(jī)車四象限脈沖變流器脈沖頻率的數(shù)量、分布較為固定，脈沖寬度逐個(gè)可調(diào)。在大型樞紐，當(dāng)多臺(tái)機(jī)車整備、啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，牽引供電系統(tǒng)感抗Lx存儲(chǔ)的能量相對(duì)于單臺(tái)機(jī)車運(yùn)行成倍放大（圖2），4臺(tái)機(jī)車放大4倍，如圖2所示。由于四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整策略未充分考慮系統(tǒng)阻抗的影響，引起變流器直流中間電壓波動(dòng)加大，最終造成網(wǎng)壓低頻振蕩。

（3）整備、啟動(dòng)運(yùn)行的機(jī)車越多直流中間電壓波動(dòng)越大，當(dāng)機(jī)車數(shù)量超過臨界值后，直流中間電壓峰值將超過軟保護(hù)電路限度值，之后波動(dòng)受到抑制，但隨后再次波動(dòng)，最終形成連續(xù)的低頻振蕩；當(dāng)機(jī)車數(shù)量超過臨界值較多后，直流中間電壓峰值將超過脈沖封鎖保護(hù)電路限度值，之后波動(dòng)停止，但脈沖封鎖保護(hù)會(huì)延時(shí)開啟，最終形成斷續(xù)的低頻振蕩，網(wǎng)壓低頻振蕩屬于同型機(jī)車策略引起的強(qiáng)制振蕩。若降低牽引供電系統(tǒng)阻抗，機(jī)車諧振的臨界值可增大，但由于牽引供電系統(tǒng)阻抗相對(duì)固定，改善的余地有限。

（4）網(wǎng)壓低頻振蕩主要因脈沖寬度調(diào)整策略不完善造成，低頻振蕩頻率主要由振蕩強(qiáng)度及四象限脈沖變流器保護(hù)策略決定。若振蕩時(shí)間過長，會(huì)造成四象限脈沖變流器牽引封鎖。接觸網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度超過31kV時(shí)，會(huì)引起過壓保護(hù)動(dòng)作跳閘。

解決對(duì)策

1近期措施

（1）在鄭州客運(yùn)站上行、客運(yùn)站下行、機(jī)務(wù)段、客整所，交直交和諧號(hào)電力機(jī)車和動(dòng)車組同時(shí)整備、啟動(dòng)運(yùn)行的數(shù)量不超過4組。當(dāng)發(fā)生網(wǎng)壓波動(dòng)時(shí)，建議斷開幾臺(tái)交直交機(jī)車主斷路器，輪流發(fā)車運(yùn)行。

（2）CRH5型動(dòng)車組分散調(diào)配使用。

2遠(yuǎn)期措施

（1）改變四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整策略，引入直流中間電壓前若干時(shí)刻內(nèi)的振幅變化趨勢或等效牽引供電系統(tǒng)阻抗等參數(shù)，穩(wěn)定直流中間電壓。

（2）改變同型交直交電力機(jī)車四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整等參數(shù)，引入隨機(jī)變量，實(shí)現(xiàn)模糊控制。

結(jié)論

根據(jù)測量捕捉到的一次網(wǎng)壓振蕩波形，并結(jié)合大秦線山西大同湖東機(jī)務(wù)段網(wǎng)壓振蕩案例進(jìn)行定性分析，得出如下結(jié)論。

（1）電壓波動(dòng)由多臺(tái)交直交電力機(jī)車整備、啟動(dòng)運(yùn)行引起，網(wǎng)壓低頻振蕩主要由脈沖寬度調(diào)整策略不完善造成。

（2）電壓波動(dòng)與牽引供電系統(tǒng)參數(shù)不直接相關(guān)，通過增加牽引變電所主變?nèi)萘俊p小牽引網(wǎng)阻抗、投撤電容補(bǔ)償裝置等手段改變系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)改善電壓波動(dòng)問題收效甚微。