电力机车论文：电力机车谐振成因及策略

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本文作者：张道俊作者单位：郑州铁路局郑州供电段

原因分析

（1）测试期间，郑州客运站开闭所供电可靠，基础电压质量完全满足《铁路技术管理规程》的要求。

（2）从录波数据上看，交直交电力机车四象限脉冲变流器脉冲频率的数量、分布较为固定，脉冲宽度逐个可调。在大型枢纽，当多台机车整备、启动运行时，牵引供电系统感抗Lx存储的能量相对于单台机车运行成倍放大（图2），4台机车放大4倍，如图2所示。由于四象限脉冲变流器脉冲宽度调整策略未充分考虑系统阻抗的影响，引起变流器直流中间电压波动加大，最终造成网压低频振荡。

（3）整备、启动运行的机车越多直流中间电压波动越大，当机车数量超过临界值后，直流中间电压峰值将超过软保护电路限度值，之后波动受到抑制，但随后再次波动，最终形成连续的低频振荡；当机车数量超过临界值较多后，直流中间电压峰值将超过脉冲封锁保护电路限度值，之后波动停止，但脉冲封锁保护会延时开启，最终形成断续的低频振荡，网压低频振荡属于同型机车策略引起的强制振荡。若降低牵引供电系统阻抗，机车谐振的临界值可增大，但由于牵引供电系统阻抗相对固定，改善的余地有限。

（4）网压低频振荡主要因脉冲宽度调整策略不完善造成，低频振荡频率主要由振荡强度及四象限脉冲变流器保护策略决定。若振荡时间过长，会造成四象限脉冲变流器牵引封锁。接触网电压波动幅度超过31kV时，会引起过压保护动作跳闸。

解决对策

1近期措施

（1）在郑州客运站上行、客运站下行、机务段、客整所，交直交和谐号电力机车和动车组同时整备、启动运行的数量不超过4组。当发生网压波动时，建议断开几台交直交机车主断路器，轮流发车运行。

（2）CRH5型动车组分散调配使用。

2远期措施

（1）改变四象限脉冲变流器脉冲宽度调整策略，引入直流中间电压前若干时刻内的振幅变化趋势或等效牵引供电系统阻抗等参数，稳定直流中间电压。

（2）改变同型交直交电力机车四象限脉冲变流器脉冲宽度调整等参数，引入随机变量，实现模糊控制。

结论

根据测量捕捉到的一次网压振荡波形，并结合大秦线山西大同湖东机务段网压振荡案例进行定性分析，得出如下结论。

（1）电压波动由多台交直交电力机车整备、启动运行引起，网压低频振荡主要由脉冲宽度调整策略不完善造成。

（2）电压波动与牵引供电系统参数不直接相关，通过增加牵引变电所主变容量、减小牵引网阻抗、投撤电容补偿装置等手段改变系统参数，对改善电压波动问题收效甚微。