HXD机车高压电压互感器故障分析及其改进防范毕业论文

毕业设计（论文）
HXD机车高压电压互感器故障分析及其改进，
防范
ANALYSIS , IMPROVEMENT AND PREVENTION OF HXD LOCOMOTIVE HIGH VOLTAGE TRANSFORMER'S
FAULT
院系专业
年级姓名
题目 HXD机车高压电压互感器故障分析及其改进，防范
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年月日
毕业设计（论文）任务书
班级 2010级电车3班学生姓名学号
发题日期： 2014 年 2月24 日完成日期： 6 月26 日
题目 HXD机车高压电压互感器的故障分析及其改进，防范
1、本论文的目的、意义
随着我国铁路事业的发展，HXD型电力机车在铁路上的应用越来越广泛，逐渐取代了韶山系列机车在铁路运输也得位置。

对HXD机车电压互感器的探索对HXD型机车的发展有着至关重要的作用，对机车电压互感器的工作原理进行分析有助于进一步了解机车的工作性能和优势。

现如今，HXD型电力机车的电压互感器在设计上还存在缺陷，对其工作时的故障进行分析并提出改进方法以及对故障的防范不但对电压互感器本身的发展有益，同时为机车的正常运行奠定了基础。

2、学生应完成的任务
1、查阅相关资料熟悉HXD机车电压互感器的外部结构，工作原理。

2、整理资料，分析出现有机车电压互感器常见的故障原因，进行整理和归纳。

3、对整理和归纳后的材料分析出故障原因，对其进行整改，要做那些措施可以有效的排除故障，降低故障率
4、整理论文，规范格式。

5、对论文进行自习审读，做好答辩准备。

3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周）
第一部分收集和整理论文相关材料 ( 2 周 )
第三部分阅读资料，理出论文思路，列出提纲( 4 周 )
第四部分根据提纲对论文进行编写，绘制波形，计算数据( 4 周 )
第五部分论文排版、整改和审阅( 2 周 )
评阅及答辩（2 周）
论文整改 ( 1 周 )
备注
4、参考文献：
[1]刘艳.《电力机车高压电压互感器爆炸引起接触网断线的原因及预防措施》.
成都铁路局，2010.05
[2] 和志文.《高次谐波过电压对牵引变电设备的影响》.西安铁路局，2012.07
[3] 骆开源.《交流牵引传动技术基础》.西南交通大学峨眉校区，2011.1
[4] 王向东、王汉东.《HX
1B型电力机车高压电压互感器故障分析及建议》.武
D
汉铁路局，2010.06 [5] 刘同锋等.《TBY1-25型电压互感器原边引入线烧断故障的判断方法》.郑州
铁路局，2012.01 [6] 曾佑恒、李长荣.《TBYl-25型高压电压互感器检修维护及改造》.重庆机务
段，2012.01 [7] 邓木生等.《电力机车干式高压电压互感器故障分析及预防措施》.湖南铁道
职业技术学院,2011.02 [8] 袁季修.《电流互感器和电压互感器》.中国电力出版社，2010.11
指导教师： 2014年 2 月 24 日
审批人： 2014年 2 月 24 日
摘要
目前成都铁路局大力发展HXD型大功率机车，全国范围内成都局配属的HXD型机车较多。

但是由于是第一批投入使用HXD型机车的铁路局。

所以因为司机对于HXD机车没有完全的成熟掌握，或者是没有掌握HXD型机车一些技术所以才会在操作中不能和平时一样如鱼得水。

如果操作失误就会引发各种故障。

机车经常出现故障，如果不能自行处理而经常返厂维修。

那么不单成本较高而且影响铁路局的正常运行任务。

所以本片论文对于HXD型机车所使用的高压电压互感器进行分故障分析才显得有一定价值。

在现场，高压电压互感器是常出现故障的器件，对其进行维护检修问题也很多。

而且随着机车的引进和换代，电压互感器并没有跟上脚步，而是将以前直流机车所使用的电压互感器用在HXD型机车上。

所以本论文就对现有的电压互感器作了相关地介绍，对其结构参数进行列举，然后根据电压互感器经常出现的故障作出分析，找出引发故障的原因，之后再根据之所以产生故障的原因提出改进和防范措施。

引进HXD型机车后高压互感器由于谐波产生的故障频繁发生。

与韶山机车相比HXD机车功率等多个方面远强于韶山系列机车。

所以对于互感器的要求也更高。

所以会出现高次谐波难以滤除。

谐波对电压互感器的干扰十分严重，怎样消除谐波也就成为一个研究的方向。

有些故障是可以在其发生之前就可以根据检测的手段进行预防的，本文也对一些潜伏性的故障原因进行了分析。

而高压电压互感器的发展改进也必须跟上整个机车发展的大趋势。

关键词：电压互感器；HXD机车；高次谐波
Abstract
Currently HXD Chengdu Railway Bureau to develop high-power locomotives , nationwide Chengdu Bureau of configuration HXD locomotive more . But because it is the first locomotive in use HXD Railway Bureau . So because the driver for HXD not completely mastered the locomotive or locomotives HXD not mastered some of the technical and so will not be in operation as usual like a duck . If the operation would lead to all kinds of mistakes fault . Locomotive often fails, if you can not handle their own and often returned for repair . So not only high costs but also affect the normal operation of the task Railway Bureau . So the film paper for high voltage transformers used HXD locomotive failure analysis it appears to be of some value .
In the field, high voltage transformer is a device failure often occurs , many of them also carry out maintenance and overhaul issues . And with the introduction and replacement locomotive , voltage transformers did not keep pace, but the DC locomotives previously used voltage transformers used in the HXD locomotive . Therefore, this paper on the existing voltage transformers were related to introduction , enumerate its structure parameters and then analyzed according to the fault voltage transformer often to find out cause of failure after failure and then based on reason of the reasons for the improvement and preventive measures. After the introduction of high-voltage transformer HXD locomotive harmonic generation due to a fault occurs frequently . Compared with the Shaoshan locomotive locomotive power and other aspects of HXD far stronger than Shaoshan series locomotives. Therefore, higher demands for transformers . So there will be difficult to filter out the higher harmonics . Harmonic interference voltage transformer is very serious , and how to eliminate harmonics has become a research direction . Some faults can be can be prevented before it occurs based on means testing , the paper also some latent causes of failure were analyzed. The development of an improved high voltage transformer must also keep up with the trend of the development of the whole locomotive .
Key words V oltage transformer;HXD locomotive;Higher harmonics
目录
第1章绪论 (1)
1.1 课题研究背景 (1)
1.2 国内外技术发展现状 (2)
1.3 本文研究思路 (2)
第2章电压互感器以及常见故障 (3)
2.1 参数 (3)
2.2 结构 (3)
2.3 原理 (4)
2.4 常见故障分析 (5)
2.5 常见故障防范措施 (6)
本章小结 (6)
第3章机车运行时谐波测试 (7)
3.1 谐波测试数据结论 (7)
3.2 谐波测试波形图 (12)
本章小结 (21)
第4章谐波产生的因素及危害 (22)
4.1 电网中谐波的产生因素 (22)
4.2 再生制动工况时产生谐波的因素 (22)
4.3 过电压对供电系统的危害 (23)
4.4 过电压对电压互感器的危害 (23)
本章小结 (24)
第5章谐波治理 (25)
5.1 降低谐波源的谐波含量 (25)
5.2 滤波器滤波 (25)
5.2.1无源滤波器 (25)
5.2.2 采用有源滤波器滤波 (27)
5.2.3 加装静止无功补偿装置 (29)
5.3 改善供电环境 (29)
本章小结 (29)
第6章潜伏性故障的判断及技术改进 (30)
6.1 电压互感器潜伏性故障判断 (30)
6.2 电压互感器技术改进 (31)
6.2.1 SF6 气体绝缘 (31)
6.2.2 电子式互感器 (31)
本章小结 (32)
总结 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
第1章绪论
1.1课题研究背景
电压互感器和变压器是用来变换线路上的电压的输变电设备，它们在电力设备中具有非常重要的地位。

但是变压器是用来传送电能的，所以一般情况下容量很大。

而电压互感器是变换电压的，所以容量很小。

它主要用于测量线路的电压，电流以计算输电线路输送的功率和电能，或者在线路上的贵重设备、电机和变压器等发生故障时起到保护作用。

电力系统中说的过电压一般是指外部过电压和内部过电压。

雷击中输电线路或者运行设备，雷击产生的高电压就会进入电力系统形成外部过电压；而在电力系统中对断路器的错误操作或者断路器发生故障都会将电网内部的电磁能量转化为过电压并传递到电力系统中形成内部过电压。

内部过电压特点是时间长、频率高、频谱宽，而外部过电压相较内部过电压则有幅值较高、波头较陡等特点。

近些年由于大力发展电力机车，机车功率的增大机车种类的增多，电网中产生多种谐波时刻影响机车的正常运行。

机车再生制动工况时动能转化成电能返还电网。

而产生了多种谐波，从而也影响到了电网环境，高次谐波对于机车有很大危害。

目前国内引进HXD型机车后，高压互感器频繁出现故障。

然而出现故障的高压互感器不单单是HXD型机车，韶山系列机车也出现了累似故障。

由于谐波的产生严重影响了高压互感器的使用情况，所以采取了滤波的方法来治理此类故障。

目前国内HXD型机车主要采用加装滤波器的方式防范产生过电压，同时采用气体放电管、压敏电阻等器件对电压互感器进行保护。

为了避免由于1、2次滤波器参数和位置的选取不当引发的事故，必须对滤波器进行优化，使其与被保护对象更好的配合。

使滤波器能够结合被保护对象，观察研究其电磁暂态有利于优化滤波器的安装位置和相关技术指标。

在实际的电力系统中过电压的波形难以收集导致在故障诊断时数据缺少而难以判断故障发生的原因，所以对系统中过电压波形的采集分析十分重要，它是处理事故的重要依据。

1.2国内外技术发展现状
现代设计是将可靠性设计、有限元分析、和优化设计这三类相对成熟的技术进行交叉应用和有机结合后发展出来的独特的设计方案，它较传统的设计方案更为经济合理。

电压互感器有一套非常成熟的理论研究，它的原理也相对简单，通过国内外科技文献报道和用户的反馈信息可以预见电压互感器会往小型化发展。

互感器的小型化可以在节约材料和空间的同时取得最大的经济效益，使用也会更为方便。

另外根据电压互感器的用途、使用场合以及更新换代速度来对电压互感器的使用寿命进行设计也是至关重要的，合适设计互感器的使用寿命有利于节约材料和成本。

1.3本文研究思路
（1）本文利用已知的互感器相关参数结合互感器在实际应用中产生的故障，对故障产生的原因进行分析，从而找到故障发生的根本原因并由此提出合理的改进和防范措施。

（2）分析机车运行时电网中谐波的情况和谐波产生的原因，主要研究再生制动工况下谐波的情况并通过相关计算方法计算出谐波电压、电流之间的关系，并分析具体的某次谐波对电压互感器造成的影响，从而提出可靠的方法。

（3）统计和分析电压互感器的各项数据并计算出各个量的正常范围，从数值的异常来推导出可能存在的故障，提出相应解决办法从而防范于未然。

第2章电压互感器以及常见故障
TBY1-25型电压互感器结构为油浸式，互感器采用了绝缘性能良好的线圈，绕组一端与高电压相连，另一端接地，是电力机车的专用电压互感器，具有良好的耐震性。

2.1参数
型号: TBY1-25
输入电压： 25000V/50Hz
输出电压: 100V/50Hz
准确级次: 0.5级
二次额定输出: 20VA
功率因数： 0.8
2.2结构
TBY1-25型高压电压互感器主要由线圈组、铁心、油箱等部分组成,它的外形图如图2-1所示：
图2-1 外形图
互感器的线圈和铁心组装在一起后经过干燥处理并装入油箱，线圈在油箱内卧式放置在45号变压油中。

互感器的高压一次侧由磁套引出,低压二次侧则由线圈抽头a1、x1及高压一次线圈的X端子、接地屏出线端子经0.2kV套管引出。

为了避免由于悬浮电位造成的放电现象，电压互感器的油箱外部经过接地螺栓可靠接地。

箱盖上有油位表,并用红色油漆在显著位置标明温度下油位，箱体上有注油装置,箱盖上有补油装置。

为保证油箱内气压与外界大气压强相等在互感器内部装设了一个呼吸器联通内外大气，并在呼吸器内部装载硅胶以保持因环境温度及油温变化时呼入或排出空气的干燥。

为防止互感器因为内部短路或其它原因引起的爆炸，在箱盖上装设一个开压力为(35±5)kPa、关闭压力为19kPa的压力释放阀。

如图2-2所示为电压互感器的结构简图：
图2-2 结构图
1、油位计
2、压力平衡阀
3、油样观察口
4、初级低压引出套管和次级引出套管
5、紧固螺栓
6、油箱
7、干燥管
8、高压引入套管
9、箱盖
2.3原理
可以把高压电压互感器看作是一种只对电压进行变换的变压器，它利用电磁感应的原理把一次测的高电压变换为标准测量电压。

如图2-3所示为互感器的原理接线图：
a1x1
A X
图2-3 接线图
2.4 常见故障分析
对不同车型的电压互感器的故障情况进行分析，了解故障发生的原因并提出相应的改进措施以提高机车运行的稳定性和安全性。

常见的电压互感器故障有以下几点：
(1)HXD机车采用的高压电压互感器的工作原理与普通电压互感器相同，都是根据互感器线圈原边和副边的匝数比来确定两边电压的比值，但由于互感器的材料、结构、容量和误差范围不同而分别承担了不同的任务，为机车的稳定运行提供了条件。

高压电压互感器的主要任务是检测机车的网压数据，如果高压电压互感器的一次侧线圈出现绝缘破损、匝间短路或者击穿、部分线圈的短路都会导致互感器原边的匝数变少，从而导致原边和副边比例减小而增大副边电压，高压互感器测出的网压就是高于网压的实际值。

在机车持续运行时，机车CCU和TCU所记录的网压数据高于实际值表征为连续的网压异常和超高，如果没有及时维护检修而持续运行会严重烧毁电压互感器甚至导致互感器的爆炸。

（2）高压互感器外部连接螺栓、绝缘包扎和变压器油都处于正常状态时，但互感器散发出的刺鼻异味和线圈温度的异常则可能是因为线圈内部局部出现匝间击穿。

如果机车在这时候升弓，25KV的高压通过故障的互感器会导致线圈温度急速上升，变压器油在高温下气化急剧膨胀从互感器下部喷出，电压互感器冒烟故障，而不能正常工作，机车也会因为不能接受网压而无法正常工作。

高压电压互感器的绕组匝间短路或接地会导致机车跳主断、网压无法显示，同时导致接触网跳闸，这时司机会降下受电弓继续维持列车运行，进站停车。

如果没有及时确认故障的原因而贸然升弓让列车运行会引发一系列事故，互感器的
一次侧绕组被烧损，如果二次侧绕组正常，那么这时一次侧绕组是接地的，盲目升弓会使接触网直接接地，接地电流烧断接触网，接触网断电。

（3）互感器的二次侧引出线断线会导致网压信号不能输入车内，从而使机车微机柜中没有机车移相同步变压器的同步信号输入而导致微机柜封锁脉冲，使机车出现无流无压的情况。

机车网压表无接触网电压显示，机车不能正常运行。

2.5 常见故障防范措施
在机车大修时，厂家对高压互感器进行更换。

高压互感器不能当作一般电器处理，按照变压器的标准要求对高压互感器进行评测。

提高材料等级，即原设计的E级绝缘提升为200级，线圈电磁线外包绝缘级采用200级，层间绝缘为200级及环氧树脂使用耐热性好、机械强度高、绝缘性能好等的产品，通过材料改进达到整体绝缘强度和机械性能提高的目的。

加强高压电压互感器管理工作，严格按照规范对高压互感器按时进行检修，进行色谱分析，油样采集。

对出现故障的机车严格进行严格监控，残次的高压互感器严禁上车。

本章小结
本章是对HXD型电力机车常用的一种互感器进行一些介绍，TBY1-25型高压电压互感器。

也对这种电压互感器所经常出现的故障进行了总结和分析。

也对这些常出现的故障提出了一些防范措施。

和谐型机车在全国范围内大面积推广使用的大趋势下，电压互感器技术的改进对于和谐型机车在全国各地的路况中使用尤为重要。

如果没有及时维护检修而持续运行会严重烧毁电压互感器甚至导致互感器的爆炸。

所以保障高压互感器的正常运作对于机车顺利的完成运行任务非常重要。

机车的大修中可以对高压互感器进行更换。

高规格的对互感器进行评测。

许多机车研发单位也对新出厂的高压互感器提升了绝缘等级。

加强高压电压互感器管理工作，严格按照规范对高压互感器按时进行检修，进行色谱分析，油样采集。

对出现故障的机车严格进行严格监控，残次的高压互感器严禁上车。

第3章机车运行时谐波测试
随着HXD机车的运用。

电压互感器频繁出现故障，不单单是HXD类型机车的电压互感器出现故障。

韶山机车也会出现很多故障。

经过测试这些故障的产生原因都与机车运行而产生的谐波有重要关联。

本章从一些测试现场数据来分析高次谐波对于电压互感器的影响。

3.1谐波测试数据结论
监测、采集HXd3交流传动电力机车运行区间时的接触电网电压、电流波形及实时动态谐波数据，分析由HXd3交流传动电力机车产生的高次谐波对运行在该区间直流电力机车的影响（目前主要表现为牵引绕组过电压吸收RC支路电流增大，发热严重），对数据进行处理及谐波量化指标分析，找出谐波影响的关键因素点（频率点、机车状态点、区域点），为采取有效的谐波抑制、治理措施及制定合理的解决方案提供基础数据依据。

表3-1 测试情况表
区
段时间机车状态RC电流（有效值）及电
压谐波情况
备注
AB 11:58:37-12:1
8:37
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载
停车。

12:15:52
SS4-97开始牵
引；12:16:09
HXD30634开始
牵引，时速0→
24km。

电流最大值
8.948A/12:2:43，电流
最小值
6.4147A/12:7:58。

电
压谐波3、5、7次表现
突出，幅值为3到4，
其次17、19、21、35
次。

宝鸡东站，
有SS、HX机
车
BC 12:18:37-12:2
0:49
HXD30175空载。

SS4-97、
HXD30634加载
牵引，时速升高
达39km。

电流值变化较大，最大
达到
11.525A/12:19:4。

电
压谐波3、5、35次表
现突出，幅值为3到4。

其次17、19、21、27、
31。

宝鸡东站—
宝鸡站
CD 12:20:49-12:2
2:19
SS4-97 、
HXD30634牵引
电流值约为6.8A。

电压
谐波较BC段基本降低，
进宝鸡站
→空载
（12:21:02），
HXD30175空载。

时速39→28km。

3、9、11、19次略升高。

DE 12:22:19-12:2
4:37
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载
停车。

12:23:14
SS4-97开始牵
引。

电流最大值
10.651A/12:23:16，最
小值
8.0614A/12:24:22。

电
压谐波3、5、7、9、11、
17、19、21、23次幅值
表现突出。

停宝鸡站，
EF 12:24:37-12:3
4:01
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载。

电流最大值
7.4944A/12:32:13，最
小值
5.9083A/12:25:10。

电
压谐波3、5、7、17、
19、21、25次表现突出，
幅值1.5到3。

停宝鸡站
FG 12:34:01-12:3
6:13
SS4-97牵引，
HXD30175、
HXD30634空载。

时速0→42km。

电流最大值
12.479A/12:34:52。

电
压谐波3、5、7、21次
表现突出幅值为3到
6，幅值超过2的谐波
有17、19、25、33次。

宝鸡-宝鸡
南，12:37:7过
分相暂停测
试。

12:41:41
开始测试。

GH 12:36:13-12:3
6:58
SS4-97牵引，
HXD30175、
HXD30634空载。

时速约50km。

电流值约为6.8A。

电压
谐波3、5、7、11、17、
19、21、31次表现突出，
幅值1.5到3。

宝鸡-宝鸡南
HI 12:42:06-12:4
6:16
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634牵引。

车速变化较大最
高达60km。

电流最大值
11.452A/12:42:46。

电
压谐波3、5次幅值在
3.5到4之间,7、13、
31、85、87次谐波幅值
在1到2之间。

宝鸡-宝鸡南
IJ 12:46:16-12:4
9:41
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634断电
惰行→牵引。

电流波动较大，最大值
12.656A/12:47:46（加
速牵引）、最小值
6.7774A/12:48:46（恒
速牵引）。

各次谐波波
动较大。

出宝鸡南站
过分相
JZ 12:49:41-12:5
5:21
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634减速
牵引至空载。

电流最大值
12.131A/12:55:01（三
机车减速牵引）、最小
值8.91A/12:51:62
进杨家湾站
（SS-4低速减载停车，HX两车空载）。

Z点12:55:21 SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载。

电流值约为63.5267A.
电压谐波3次至45次
及83、85、87次幅值
表现密集。

进杨家湾站
ZK 12:55:21-12:5
8:08
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载。

电流最大值
13.364A/12:56:26（短
时大电流）。

电压谐波
7、33、35次谐波幅值
在2到2.5间，15、17、
25、27、39、41、43、
49、59、83、85、87、
99次谐波表现密集，幅
值为1左右。

进杨家湾站
KL 12:58:08-13:0
7:50
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634空载。

13:04:18
HXD30634牵引，
13:05:00
SS4-97、
HXD30175牵引。

电流最大值
7.3206A/13:1:35、最
小值
5.6703A/13:4:41。

电
压谐波3、5次幅值高，
其次是83、85、87、89
次。

12:56:36至
12:58:08过
分相暂停测
试。

杨家湾
站。

LM 13:07:50-13:1
3:28
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634牵引
加速
电流最大值
13.677A/13:8:38。

电
压谐波各次谐波不同
程度的增高，尤其是从
33次以后高次谐波幅
值增高较大。

有HXD3通过，
杨家湾-观音
山。

MN 13:13:28-13:2
1:31
SS4-97牵引。

HXD30175、
HXD30634牵引
→空载。

电流最大值
10.707A/13:14:31（三
机牵引），最小值
8.8189A/13:18:01
（SS-4牵引，两HX车
空载）。

各次电压谐波
也有不同程度的增加，
5、7、9、31、41、83、
85、89次表现突出。

杨家湾-观音
山。

NO 13:21:31-13:2
3:07
SS4-97、
HXD30175、
HXD30634牵引，
速度较高50公
里左右。

电流最大值
13.332A/13:23:1（三
机加载牵引），21到
53、83到89次电压谐
波幅值增高量较大。

13:23:07暂停
测试，13:27:35
开始测试，过
分相。

OP13:28:38-13:3SS4-97、电流最大值观音山-青石
段1:23 HXD30175、
HXD30634牵引，
速度较高50公
里左右10.793A/13:29:08（三
机牵引），最小值
8.8418A/13:30:35（三
机牵引）。

电压谐波对
于NO段的谐波幅值不
同程度降低，波动量降
低。

崖
PQ 段13:31:23-13:3
1:56
SS4-97空载，
HXD30175、
HXD30634牵引
电流值
5.8523A/13:31:35。

电
压谐波比较NO段有明
显降低，但83、85、87、
89次幅值较高。

空载试验，进
青石崖站
QR 段13:31:56-13:3
3:41
SS4-97牵引，
HXD30634、
HXD30175减载
电流最大值
9.0938A/13:32:17（三
机牵引），最小值
7.67A/13:33:17（SS-4
牵引，两HX车空载）。

电压谐波比较NO段有
明显升高，但83、87、
89次幅值较高。

青石崖站
RS 段13:33:41-12:3
3:47
SS4-97 、
HXD30175、
HXD3063空载。

电流平稳电流值9.6A
左右。

电压谐波83、85、
87、89次幅值在2到4
之间，表现突出。

13:33:47暂停
测试，13:46:05
开始测试出青
石崖，准备进
入分相区。

ST 段12:46:05-13:5
1:43
SS4-97制动
HXD30175、
HXD30634空载，
机车速度减至
零。

电流最大值
15.053A/13:48:55,最
小值
12.388A/13:49:52。

电
压谐波83、85、86、87、
89次大幅度升高，5、7、
83、85、86、87、89
幅值高达2至3.5，9、
13、21次达到1.5至2。

进秦岭站
分相区
测试分析总结：
秦岭站分相区（主要车型SS4、HXD3）83、85、87、89次谐波表现突出，在测试全过程中谐波幅值最高，RC支路电流最大（15A），主要因素为HXD3机车站区制动、启动牵引运行，其影响程度依HXD3机车运行台数及工况而定，初判HXD3运行对电网产生83、85、87、89次谐波，其谐波幅值随台数多而增大。

运
行工况细节量化需进一步测试判定。

宝鸡站分相区段（主要车型SS、HX、DJ1）3、5、7、9、17、19、21、25、31、33、35、39、41次谐波表现突出，谐波幅值偏高，直流机车主要产生3、5、7、9低次谐波，RC支路电流基本在7~12A。

在本次测试监视中，该区段机车运行低速平缓，牵引电流小。

本务机车（SS4型）制动、空载时，当同相区内无谐波因素影响时（外界无直流和交流机车运行时），RC支路电流最小（4~5A）；当同分相区内有直流传动机车（SS型）和交流传动机车运行通过时，电网谐波分量增，幅值增大，RC支路电流增高，其谐波频率、幅值依机车类型、数量、工况而定。

在相同环境条件下，本务机车（SS4型）牵引工况时， RC支路电流比其制动、空载工况时大；牵引电流增加变化时，RC支路电流增高；同分相区内有交流机车牵引或制动运行时，RC支路电流增高；交流机车牵引电流变化时，RC支路电流增高；交流机车运行台数多，RC支路电流增量大。

本次测试采集数据SS4线路持续大电流牵引工况时，RC支路电流9~11A。

5.容纳机车运行数量多，且交流机车密集运行的同分相区（如枢纽站）电网谐波因素影响严重，应对该区域重点测试，考虑解决方案。

3.2谐波测试波形图
图3-1 测试数据1
图3-2 测试数据2
图3-3 谐波实时量化图1
图3-4 谐波实时量化图2
图3-5 谐波实时量化图3
图3-6 谐波实时量化图4
图3-7 谐波实时量化图5
图3-8 谐波实时量化图6
图3-9 谐波实时量化图7
图3-10 谐波实时量化图8
图3-11 谐波实时量化图9
图3-12 谐波实时量化图10
图3-13 谐波实时量化图11
图3-14 谐波实时量化图12
图3-15 谐波实时量化图13
图3-16 谐波实时量化图14
图3-17 谐波实时量化图15
本章小结
本章从监测、采集HXd3交流传动电力机车运行区间时的接触电网电压、电流波形及实时动态谐波数据，分析由HXd3交流传动电力机车产生的高次谐波对运行在该区间直流电力机车的影响（目前主要表现为牵引绕组过电压吸收RC支路电流增大，发热严重），对数据进行处理及谐波量化指标分析，找出谐波影响的关键因素点（频率点、机车状态点、区域点），为采取有效的谐波抑制、治理措施及制定合理的解决方案提供基础数据依据。

随着HXD机车的运用。

电压互感器频繁出现故障，不单单是HXD类型机车的电压互感器出现故障。

韶山机车也会出现很多故障。

经过测试这些故障的产生原因都与机车运行而产生的谐波有重要关联。

通过分析发现告辞高次谐波对于HXD3机车会产生影响，影响程度依HXD3机车运行台数及工况而定。

机车制动、空载时，当同相区内无谐波因素影响时（外界无直流和交流机车运行时），RC支路电流最小（4~5A）；当同分相区内有直流传动机车（SS型）和交流传动机车运行通过时，电网谐波分量增，幅值增大，RC支路电流增高，其谐波频率、幅值依机车类型、数量、工况而定。

容纳机车运行数量多，且交流机车密集运行的同分相区（如枢纽站）电网谐波因素影响严重，应对该区域重点测试，考虑解决方案。