采用有源电力滤波器装置提高地铁交通安全性

随着现代科学技术的不断发展和新技术新设备的涌现，接入电网中非线性电压—电流特性的电器设备数量日益增加。在地铁系统中，通信信号、综合监控、自动售检票等设备负荷的UPS直流电源和有源电力滤波器，牵引整流机组、各类变频空调、电梯和扶梯、节能灯等各类电子设备也大量接入到电网中，这些非线性负载产生的谐波电流在电网的阻抗上产生的谐波与电网的基波叠加引起畸变。由于这些谐波源的存在导致电铁系统中的配电不稳定，会增加线路消耗、影响自动控制装置和继电保护装置的正常运行、增加测量仪表的测量误差、产生额外的热损耗、降低用电设备的安全性、干扰通迅信号等。众所周知，电力铁路在如今承担着相当重要的客运任务，也是时时在运行的客运工具。所以谐波治理的十分重要的。
一、谐波对地铁供电系统的危害
1) 当牵引系统谐波频率与输电系统的固有频率重合叠加是可能放大谐波分量增加设备的附加损耗和发热，造成设备故障。
2) 因为地铁负荷都是靠近城市中心负荷的，谐波注入电网会对邻近的民用电网早成很大的干扰。也会对邻近的通信系统造成干扰。较重要的是对自身的危害非常严重，因为地铁的控制中心，他向外界发出的信息不能有半点误差和延迟，否责会造成无法估量的损失。地铁的服务设施乘客提供方便快捷安全服务的，在这中人员密集的场合出现电梯故障、停电、报警失灵都会造成现场混乱乃至生命安全。所以地铁的低压通讯系统要有高质量的电能来保驾**。为乘客提供一个安全的乘车环境。
3) 谐波对无功补偿系统产生干扰、降低功率因素甚至引起误跳闸、诱发谐振，使无功补偿电容器过热甚至击穿，继电保护装置误动作影响电能计量等一系列危害。
4)  车站配电系统复杂，强电、弱电多个系统并存，高压、低压多种电压等级并存，交流、直流多种供电制式并存，把谐波消除在源头是**供电系统安稳运行的重要举措。 
5) 地铁谐波不但影响了电网电气设备的寿命同时也缩短了电气化铁路自身的寿命。
二、抑制谐波干扰的措施
    采用有源电力滤波器装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施，也是目前配电系统使用较广泛的抑制谐波方法。该装置主要分为无源滤波器和有源滤波器。
1）有源电力滤波器是利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。与被动式滤波器的较大区别在于它是一种向配电系统注入补偿谐波电流，以抵消非线性负荷所产生的谐波电流的能动式滤波装置，能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿，且补偿特性不受系统阻抗的影响。结构上则由静态功率变流器构成，具有半导体功率器件的高可控性和**响应能力。
与传统的无源LC滤波器相比，有源滤波器具有以下优点:
a、无谐振现象，系统的结构、阻抗及频率的变化不会影响补偿效果;
b、原理上比LC滤波器更优，起用1台装置就能完成各次谐波和基波无功的补偿，还可抑制闪变，有1机多能的特点，性价比较合理;
c、作为高次谐波电流源，不受系统阻抗的影响;
d、可在功率因数接近于1，无法进一步安装无功功率器件的情况下使用（无源滤波器是一种容性负荷）；
e、即使高次谐波的频率变化也能准确地补偿;
f、对各次谐波和分数谐波均能有效抑制，且可提高功率因数;
g、由于装置本身能完成输出限制，故当高次谐波量增大时也不会过载。其主要特点是能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受系统阻抗的影响，具有自适应功能。同时对变化的无功功率有较好的预想补偿效果。
2）无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。由于具有投资少、**、结构简单、运行**及维护方便等优点，该种滤波器是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
但由于无源滤波器的滤波特性由配电系统和滤波装置的阻抗比决定，因而存在以下缺点：
a、难以协调滤波、调压和无功补偿的要求；
b、滤波特性受供电系统参数的影响较大；
c、只能消除特定的几次谐波，并且会对某些次谐波有放大的可能，达不到理想的滤波效果；
d、耗费多、体积大等。
    轨道交通行业要确保设备安全稳定的运行，在给人们提供便捷服务的同时也要消除内网谐波所带来的安全隐患。电网谐波在内网解决无论是对电网自身还是对邻近公共电网都会避免不必要的损失。地铁供电电网通过有源电力滤波器提高了设备的安全性使乘客拥有安全稳定的乘车环境。**了通讯系统的正常运行，避免了由于谐波干扰对通讯信号带来的干扰。对于轨道行业我们应提供高质量的电源为其保驾**。
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