高鐵在行駛過程中產生的諧波、負序分量以及電壓波動等電能污染,對高鐵電力系統(tǒng)的安全性、可靠性造成了嚴重的影響。高鐵電網電能污染對高鐵電力系統(tǒng)主要有以下影響:
影響電網的安全性和可靠性:高鐵列車運行產生的大量高次諧波通過牽引變壓器注入牽引變電站,引入電力系統(tǒng),并與系統(tǒng)的“背景負荷”產生的的負序源疊加,使得系統(tǒng)內部電網的3次、5次諧波在諧振時嚴重放大,進而導致電網故障;
影響電力設備的安全穩(wěn)定運行:高鐵牽引負荷產生的諧波和負序分量會造成設備損壞,減少設備壽命或降低效率,甚至會對計算機、通信、電力系統(tǒng)繼電保護裝置等設備造成工作失誤或性能劣化,可能導致越級跳閘而擴大事故或者導致主變、線路跳閘。
可以看出高鐵電網電能污染不僅影響鐵路自身小局域電網的安全與穩(wěn)定,也會通過牽引變電站對外部電網造成影響。無論是對自身電網還是對外部電網的影響,最終都會威脅到高鐵運行的安全與穩(wěn)定。
高鐵電能質量治理
高鐵電力系統(tǒng)的安全性、可靠性決定了高鐵列車運行的安全性和可靠性。因此對高鐵電網電能質量的監(jiān)測治理就顯得尤為重要了。高鐵的牽引變電站之間是相互獨立的,供電支之間也是相互隔離的,所以對高鐵電網電能質量的監(jiān)測,就需要對每個供電支進行在線式的監(jiān)測,然后匯總到后臺主機,進而實現對整個高鐵電網的實時監(jiān)測。
致遠電子的E8300多回路電能質量在線監(jiān)測裝置,廣泛應用于全國各地各級變電站、電氣化鐵路、高耗能企業(yè)電能質量的在線監(jiān)測。它可以長期在線式監(jiān)測電網電能的質量,具有諧波與閃邊分析、電能波動與故障錄波、分量測量與電壓不平衡度分析、數據記錄與事件過程記錄等功能。圖10是致遠電子電能質量在線監(jiān)測裝置應用方案圖。
對于監(jiān)測裝置和后臺主機之間的通信,即可采用有線也可以采用無線3G網絡,通過傳輸網絡將各監(jiān)測點的數據安全送到PQS子系統(tǒng),管理人員可通過web遠程查看和管理電能質量系統(tǒng)。