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2014 年第 32 期科 技 创 新科技创新与应用SS4 改型电力机车过电压吸收电路烧损的原因及改进措施范荣华（中铁十五局集团第六工程有限公司朔黄铁路运输处， 河南 洛阳 471013）要： 随着朔黄铁路神华号、 和谐号交流机车陆续上线， 产生了大量高次谐波， 给同交路运输的 SS4 改型直流电力机车带来重大影响， 造成过电压吸收电路中的电阻大面积烧损， 分析电阻烧损的原因， 并提出有效的改进措施。关键词： SS4 改电力机车； 过电压吸收电路； 电阻； 电容； 高次谐波； 烧损； 分析； 改进引言朔黄铁路全长 592 公里， 横跨山西、 河北两。 穿越吕梁、 太行两大山区， 具有线路坡道大、 曲线半径小、 隧道桥梁多的特点， 铁路运输处有 11 台 SS4 改型电力机车在朔黄铁路从事煤炭运输。自2013 年初朔黄铁路首批 8 台神华号交流机车开始上线运营起， SS4改直流电力机车开始零星发生电阻接线烧断、电阻变色现象， 到2013 年 6 月底， 第二批神华号、 和谐号交流机车 （共计 52 台） 投入运用后， 开始发生大面积发生电阻烧断、 电容击穿故障， 甚至引发功补柜着火，交流机车产生高次谐波的：ν幌猿隼戳。经统计， 仅2013 年就更换电阻 78 个、 电压传感器 12 个、 电流互感器 4 个、 同步变压器 16 个， 烧断电阻接线 34 次， 功补柜着火 1 次， 共造成机车临碎修 184 台次，大幅度增加了行修作业人员和机车乘务员的工作量， 严重影响了列车运行安全， 干扰了正常运输生产秩序， 同时很大程度上提高了单位机车维护保养成本。为此， 朔黄铁路运输处技术188宝金博页面版部开始对过电压吸收电路烧损的原因进行调查、 分析， 并提出了相应的改造方案， 以便从根本上解决交流机车产生的高次谐波对直流机车的：。1 过电压吸收电路烧损原因分析1.1 过电压吸收电路工作原理SS4 改电力机车主电路为单相半控桥式整流电路， 在变压器牵引绕组 X1-a1、 X2-a2、 X3-a3、 X4-a4 侧分别并联一组过电压吸收回路 （由 73R 与 71C、 74R 与 72C、 83R 与 81C、 84R 与 82C 组成） ， 利用电容两端电压不能突变的特性， 有效的抑制操作过电压和整流换向过电压。操作过电压是当主断路器闭合、 断开时， 产生的突变电流使回路电感上产生大电压，这一电压与输入工频电压叠加产生过电压，其特点是持续时间短。 整流换向过电压是由于晶闸管的开闭使回路电感上产生大电压， 与输入工频电压叠加产生过电压， 其特点是变化幅值大并且频繁产生。由此可见， 过电压吸收电路在机车牵引电路中的地位非常重要， 如果该电路发生问题， 将严重危及列车运行安全。1.2 过电压吸收电路参数分析对 SS4 改直流电力机车原过电压吸收电路中的电阻、 电容参数按照无高次谐波 （交流机车上线前） 和产生高次谐波 （交流机车上线后） 分别进行分析， 并进行对比。1.2.1 在无交流机车时SS4 改电力机车原过电压吸收电路采用两个阻值为 6.2赘、 额定功率为 600W 的电阻并联 （相当于一个电阻 3.1赘、 1200W） ， 电容为18滋F。在接触网为标准网压 25KV 时， 牵引变压器次边绕组上的电压哉 为 695V， 进行如下计算：容抗 在越过电压吸收电路阻值 R'越电流 I越电阻功率 P越I2*R越97.2W经过计算， 正常情况下电阻功率为 97.2W， 尽管 SS4 改机车出厂设计有缺陷， 导致过电压吸收电阻安装位置通风状态不良， 电阻产生的热量不能及时散发，但电阻额定功率为 1200W，远远超过97.2W， 经实践验证， 在交流机车投入运用以前， 直流机车的过电压吸收电路是可以满足机车运行安全需要的。1.2.2 有交流机车时在黄骅港编组站， 对直流机车高压互感器次边电网波形进行测量发现， 在同一区段， 若只有直流机车时， 电网为标准波形； 当有一台交流机车通过时， 电网波形出现轻微畸变； 当有两台交流机车同时通过时， 电网波形畸变加剧； 当前后左右均有交流机车运行时， 电网波形发生严重畸变， 由此可见， 在同一区段内， 交流机车越多， 产生的谐波越复杂， 高次谐波越多。由于机车运行过程中，同一区段有多少台交流机车无法确定，造成接触网内的高次谐波极其复杂， 无法真实的、 详细的进行计算。可以假定某时刻在接触网中只存在一种频率高次谐波， 其频率值在10 次 （基波为 50H在， 10 次为 500H在） 到 50 次 （2000H在） 之间， 查阅相关技术资料，高次谐波约占谐波总量的 10豫-20豫，取 15豫进行讨论。当为 10 次谐波时， 经计算， 容抗 在越17.693赘； 过电压吸收电路阻值 R’ 越17.963赘， 电流 I越54.72A， 按 10 次谐波占谐波总量的 15豫计算， I’ 越54.72*15豫垣5.6*85豫越12.968A, 通过单个电阻电流为 I’ /2越6.484A， 产生的功率 P越521.32W， 同理就算出 10 次谐波到 50 次谐波区间内的电流、 功率值， 并制定如表 1：表 1序号 高次谐波 谐波频率（HZ） 回路电流（A） 电阻功率（W） 1 10 50 2 15 750 3 20 1000 4 25 1250 5 30 1500 6 35 1750 7 40 2000 8 45 2250 9 50 2500 12仔f'c越1在2垣R22*3.14*50*18*0.000001越176.929赘姨越5.6A越176.956赘2姨哉R'摘12.968 16.848 20.488 23.842 26.887 29.63 32.06 34.246 36.128 521.32 879.95 1301.25 1762.167 2241．02 2721.64 3186.31 3635.68 4046.27 后， 虽然保证了原空气预热器的漏风率， 但是由于高度的变化阻力略有增加，预热器脱销改造后基本上不会影响原来钢构架的受力。为了满足 SCR 脱硝运行工况和适应冷端传热元件层加深需求， 空气预热器的吹灰器改为(蒸汽垣高压水)双介质的吹灰器， 配置高压水泵升压来的工业水。 也有电厂在空预器堵塞后尝试在线半侧隔绝空预器， 进行水冲洗。 空预器半侧在线冲洗要求蓄热片温度低于 100益时进行防止冷热冲击空预器变形， 各风门挡板要求关闭严密， 做好严防负压波动烟气串入的措施。5 结束语选择性催化还原法 SCR 脱硝设备系统的投入使用不但增加了引风机的电耗、 逃逸 NH3生成的氨盐导致空预器的腐蚀、 堵塞概率增加， 还会增加烟道的压力损失， 催化剂受到省煤器后的排烟温度及烟气中灰分的限制和影响但是由于其脱硝效率能达 70豫-90豫，相对其他两种方法效率最高即使锅炉安全性和经济性降低， 但符合了国家环保的排放指标小于 100mg/Nm3的要求。总的来说， 因为炉内燃烧脱硝技术运行维护费很低， 所以先对锅炉进行燃烧改造后再结合选择性催化还原法 （SCR） 脱硝技术获得很低的 NOx 排放。参考文献[1]王文。 肖志均， 夏怀祥.火电厂脱硝技术综述[J].电力设备， 2006(8)： 2-5.[2]罗石其， 尹进， 宋燕友， 等.广东大唐潮州三百门电厂 裕3、 裕4 机组脱硝改造项目可行性研究报告[R].2010(4).[3]杜和冲， 袁德刚.潮州电厂 裕3、 裕4 炉脱硝 SCR 区运行规程[S].2012（9） .3--