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铁路客运站站房供电输入测电能质量检测

发布时间:2022-12-02 15:51:08  浏览量:216
       中国铁路为旅客出行,货物运输提供了强有力保障。由于铁路客运站旅客集中、人流大、人口结构复杂,为营造良好的乘车环境,铁路客运站需提供良好照明、循环新风、适宜温度、明晰导向等条件。且为保证旅客有效疏导,车站的候车室、站台、出站口等区域设有广播、导向等信息引导设备。
       为完成车站作业业务,车站设有专用机房来提供车站相关服务。而大多数电气设备都需要电能供应。供电质量的好坏和稳定影响车站设备的正常运行和使用寿命,且不良的供电质量会影响电网输电线路,造成突然停电、引起火灾。严重的可能发生乘客滑落站台,踩踏等严重事故。高质量的电能对于保证电网和铁路客运站电气设备安全、稳定运行,提高旅客服务质量和保障旅客生命安全有着重要的意义。
       一个理想的电力系统应以恒定频率的正弦波形,按规定的电压水平向用户供电。但在实际情况下,由于实际中各元件参数的非理想线性和不对称,调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因,这种理想的状态并不存在,甚至使到达车站的电能偏离正弦波形而发生畸变。特别是当不对称负荷、冲击性负荷在容量和数量上日益增大,干扰成分不断增加,使得电能质量日益恶化。
       合格的电能质量是车站电力系统安全稳定、经济运行的必要条件,是电网运行水平高低的重要标志,同时也是用电企业(车站)管理水平考核的重要指标。在这种情况下,电能质量检测分析具有巨大的现实意义。提高电能质量技术已经成为近年来电力系统领域中新的研究热点[1]。出现诸如时域仿真、频域分析以及建立在不同变换基础上的各种数字技术,已在分析电压/电流扰动波形、元件参数对这些扰动的影响、系统中的谐波以及开发用以解决电能质量问题的新型电力电子控制器等方面,得到了广泛应用。
       电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要可分为稳态和暂态两大类。稳态电能质量问题以波形畸变为特征,主要包括谐波、简谐波、波形下陷以及噪声等;暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征,可分脉冲暂态和振荡暂态两大类。
电能质量检测理论分析
       在电力系统中,虽然无功电流不传递能量,但却影响电网电压,增加系统的铜损、降低线路和变压器的利用率。当系统中无功功率严重不足就会导致电压急剧下降,甚至导致电网崩溃。由于无功的不良作用,在电网中增加无功补偿装置对无功电流进行检测以减少无功传递就显得尤为重要。八十年代提出的建立在坐标变换和瞬时值基础上的无功功率理论(简称 p-q 理论)突破了以平均值为基础的传统无功功率定义,可以用于谐波和无功电流的实时监测,经过不断研究和完善,在有源滤波器领域得到了成功的应用。晶管投切电容器(TSC)性无功补偿装置能快速跟踪冲击负荷的突变,但其只适用于电压和电流没有谐波的情况,且使用范围相当有限。基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波检测方法可以推广到单相电路,但也存在不足,由于要先构造三相电路并要对畸变电流进行 90°相移,所以算法比三相瞬时谐波与无功检测法更加复杂。
       通过静止坐标系与旋转坐标系的变换推导建立模型,可以快速检测出单相电路谐波电流、基波无功电流,而且还可以快速检测出基波电流、基波有功电流和基波无功电流分量。理论分析与仿真分析证明了该方法的可行性,有利于硬件实现。
       基于 p-q-r 理论,本文提出了一种用于单相动态电压调节器的检测方法,该方法可对电压凹陷的幅值、相位跳变、持续时间进行快速检测,仿真结果证明了该方法具有良好的静态和动态特性。频率是电能质量的又一重要的指标。系统负荷特别是发电厂的用电负荷对频率的要求非常严格,要保证用户和发电厂的正常运行就必须严格控制系统的频率,保证系统的频率偏差控制在允许范围之内。本文使用解析法对频率检测进行了分析,并与公式法和插值法等一些简单的算法比较,最后进行了 Matlab 仿真。

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