鄂尔多斯电网红庆河牵引站接入PCC谐波电压分析

摘 要：本文对鄂尔多斯电网红庆河煤矿电气化铁路列车运行中对电网公共连接点（PCC）的谐波电压畸变率进行计算分析，同时为了分析红庆河牵引站投运对煤矿10kV侧的影响，分别计算了牵引站在投运前和后煤矿10kV母线侧的谐波电压畸变率，同时提出了改善电压畸变率的有效措施，并验证了措施的可行性。

关键词：PCC 谐波电压 电压畸变率

一、引言

根据国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的要求，公用110kV电网公共连接点（PCC）的谐波电压畸变率不超过2.0%，其中各次奇次谐波电压畸变率不超过1.6%，各次偶次谐波电压畸变率不超过0.8%。鄂尔多斯地区红庆河牵引站投运后，不仅对系统侧电网产生谐波危害，对煤矿用户侧也会产生谐波危害，由此对红庆河煤矿电气化铁路列车运行中对电网公共连接点（PCC）的谐波电压畸变率进行计算分析意义重大。

二、红庆河牵引站对系统侧谐波电压影响分析

红庆河煤矿电气化铁路列车运行中，通过计算得出红庆河牵引变对电网公共连接点谐波电压畸变率，见表2-1所示。

从计算结果可知：

（1）红庆河煤矿电气化铁路列车投运后，红庆河牵引变引起系统乌兰木伦110kV侧B相电压畸变率2.07%，超过国标允许值2%的要求；A相的谐波电压畸变率为0.4%，C相的谐波电压畸变率为1.79%，均满足国标允许值2%的要求。

（2）红庆河煤矿电气化铁路列车投运后，红庆河牵引变引起系统扎萨克110kV侧B相电压畸变率2.75%，C相的谐波电压畸变率为2.37%，超过国标允许值2%的要求；A相的谐波电压畸变率为0.53%，满足国标允许值2%的要求。

三、红庆河牵引站对煤矿用户侧谐波电压影响分析

下面分别计算了红庆河牵引站在投运前和投运后煤矿10kV侧的谐波电压畸变率，分析红庆河牵引站投运对煤矿10kV侧的影响，计算结果见表3-1所示。

从计算结果可知：

（1）以乌兰木伦110kV母线供电情况下，红庆河牵引变投运前，煤矿10kV侧A、B、C相电压畸变率为1.299%，均满足国标允许值4%的要求。而红庆河牵引变投运后，煤矿10kV侧C相电压畸变率由投运前的1.299%增加到5.866%，不满足国标允许值4%的要求。

（2）以扎萨克110kV母线供电情况下，红庆河牵引变投运前，煤矿10kV侧A、B、C相电压畸变率为1.035%，均满足国标允许值4%的要求。而红庆河牵引变投运后，煤矿10kV侧B相电压畸变率由投运前的1.035%增加到4.714%，煤矿10kV侧C相电压畸变率由投运前的1.035%增加到7.231%，B、C相电压畸变率均不满足国标允许值4%的要求。

四、根据谐波分析对煤矿10kV母线侧进线的谐波改造措施

由于牵引变流入煤矿10kV母线侧的谐波电流主要为3次谐波，而煤矿10kV母线侧配置的滤波支路为5次和7次，5次和7次滤波会大大放大3次谐波，从而会造成谐波超标，极有可能会影响煤矿设备的安全运行。

鉴于此，建议在红庆河牵引站投运后将煤矿10kV母线侧的7次谐波支路进行改造，将7次滤波支路串联电抗器的串抗率调整设置在12%左右，以滤波3次及以上的各次谐波，避免放大低次谐波电流值，更好地保障系统安全运行。

为了验证建议的合理性，下面计算了红庆河牵引站在投运后，煤矿10kV侧母线侧的7次谐波支路进行改造前后谐波电压畸变率，计算结果见表4-1所示。

由表计算结果可以看出，在红庆河牵引站投运后，按照建议将煤矿10kV母线侧的7次滤波支路进行改造，串联电抗器的串抗率调整设置到12%，进行改造后煤矿10kV母线的电压畸变率大大减少，可以将电压畸变率控制在标准范围内，从而更好地保障了系统安全运行。

五、結语

本文分析了鄂尔多斯电网红庆河煤矿电气化铁路列车运行中对电网公共连接点的谐波电压畸变率影响，提出了改善电压畸变率的措施，验证了措施的可行性。一般电网中的5次和7次滤波会大大放大3次谐波，从而会造成电网局部地区谐波超标，由计算结果表明，通过改造滤波支路的方法一般对减少谐波电压畸变率效果较好，保障了地区系统安全运行。

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