电气化铁道由于其突出的特点,已成为铁路运输发展的主导方向。但电力机车产生的谐波和无功,不仅使牵引变压器等主要电气设备产生附加损耗、降低容量利用率,而且影响了电网电能质量,对电力系统的稳定、安全及经济运行构成了一定威胁。因此,牵引供电系统谐波污染治理和无功功率就地补偿引起了学术界和运营系统的广泛关注。 本文详尽分析了电气化铁路存在的谐波和无功问题,并对目前朔黄线东冶变电所、丰沙大周士庄、阳高变电所使用的谐波及无功补偿装置实际运行效果进行了测试、分析。测试结果表明,目前牵引变电所使用的各种谐波及无功补偿装置均为无源补偿装置,在无功治理方面取得了较好的效果,平均功率因数均能满足国标规定0.9的要求,且具有一定的滤波功能。但是,均存在负荷小时容性无功反送,负荷较大时注入系统谐波严重超标的问题,综合谐波电压畸变率最大达到6.99%,为国标规定2%的3.49倍,三次谐波电流最大值24.12A,为国标规定9.6A的2.51倍,五次谐波电流最大值14.95为国标规定9.6A的1.56倍。 有源滤波器是一种新型谐波和无功补偿装置,能在补偿无功的同时对谐波进行有效治理。本文系统介绍了有源滤波器的基本原理以及传统谐波和无功电流的检测方法、并联补偿模型、滤波器的控制方式等,并在现场测试结果的分析基础上,建立了一种适应于电气化铁路的并联混合型有源电力滤波器模型及其控制方式与检测电路。理论分析和仿真计算结果表明该模型对谐波及无功具有较好的补偿效果。