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    4.1    24脉波整流器基本原理    18
    4.2    24脉波整流器仿真    20
    4.3  本章小结    22
    5  牵引供电系统电能质量分析    24
    5.1  直流电机启动及制动仿真模型    24
    5.2    谐波及功率因数评估标准    27
    5.3  牵引供电系统仿真    31
    5.4  电能质量分析    32
    5.5  本章小结    41
    6  牵引供电系统的电能质量的控制    42
    6.1  谐波产生的原因    42
    6.2  谐波的危害及减小措施    43
    6.3  滤波装置的构成和基本原理    43
    6.4  滤波仿真结果分析    45
    6.5  无功补偿的意义    50
    6.6  无功补偿的基本原理    52
    6.7    无功补偿装置    54
    6.8  无功补偿仿真结果分析    58
    6.9  本章小结    60
    结论    62
    致谢    63
    参考文献    64
     
    1  引言
    电能作为现代社会中使用最为广泛的能源，其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。近年来，随着我国电力事业的迅猛发展，电力系统的规模日益扩大，电能紧缺的问题已逐步解决，但是由于电力电子技术的发展及其在工业和其它行业生产、生活电气设备上的广泛应用，特别是大功率单相多段全波或桥式整流设备在电力牵引机车中的应用等等，使得电网受到大量谐波电流、基波负序电流、基波无功电流的侵害，引起电力系统的电能质量严重下降，对电力设备、用电设备等的有害影响已经十分严重，不得不认真对待和考虑了。因此，对电力系统中的非线性电力电子设备负载引起的电力污染进行适当的治理，以改善电力系统的运行环境，提高电力系统的电能质量，已经迫在眉捷。
    近年来我国的铁路事业发展较快。1996年至2000年“九五”期间建成开通了电铁5030 千米，平均每年建成1000多千米。现在，我国的电铁总里程已跃居世界前列。到2005 年底，我国共建成开通了43条电气化铁路干线，通车里程己突破两万千米，达到了 20132千米，己占全国铁路营业里程的27.08%，完成铁路运量的50%以上。甚至在各大都市中已经广泛地开始兴造地铁，以方便人们的出行。牵引供电系统的牵引负荷与其他非线性负荷的电能污染源相比负荷具有其特殊性，其主要表现为单相独立性、不对称性、电流具有随机波动性、相位分布广泛、交流侧电流镜对称、高压渗透性、功率大、分布广[1]，由这些特点进行分析，可以知道引起电气化铁道牵引供电系统电能质量恶化的因素是谐波电流、基波负序电流、无功电流、冲击电流，产生的无功功率、负序功率和谐波对电力系统的电能质量产生了很大的影响，所产生的负序电流将注入电力系统，减弱供电能力。而铁路和地铁的供电系统是牵引供电系统，一旦牵引供电系统的电能质量下降势必会影响铁路和地铁的运行，影响了人们的生活。因此，有必要对牵引供电系统的电能质量进行分析，并通过分析结果加以改善其电能质量，以保证牵引供电系统正常工作。
    要对一个牵引供电系统进行分析，就必须建立牵引供电系统的模型，并通过仿真得出相应的分析结果及验证改善电能质量的措施是否有效。论文采用电磁暂态仿真软件PSCAD建立了牵引供电系统的仿真系统模型，分析了牵引供电系统的电能质量，并验证了改善电能质量的措施是否有效。
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