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1、SS7电力机车再生制动的运用分析1996年,南宁铁路局(原柳州铁路局)开始在南昆线配属前大同机车厂专为山区铁路设计的SS7机车70台,机车功率4800kW,该型机车还使用了再生制动和功率因数补偿装置。机车再生制动轮周制动功率4000kW,可以保证低速时有良好的制动性能,机车运行速度在10~45km/h时,最大制动力为320kN,具有调速范围广、制动力大的特点,一般可节电6%左右。在使用单位和制造单位的努力下,再生制动的使用基本是成功的,对保证安全,提吨提速,节约能源发挥了重要的作用。在车载功率因素补偿和地面无功功率动态补偿的作用下,用电功率因素达0.9以上。但机车再生
2、制动仍存在一些问题,需要进一步改进完善。1再生制动工作特点再生制动就是将机车制动产生的有功电能通过逆变装置反馈给电网。电制工况时,电动机成为它励发电机,3台电机的串励绕组串联为1组它励绕组。再生制动调节分为3个阶段。1.1调节励磁电流机车在高速区段,为了得到较高的功率因素,维持最大的逆变电压(负值),依靠改变励磁电流来调节制动电流。随着机车速度的下降自动增加励磁电流,直到最大值250A。在速度80km/h以上时,励磁电流与电机电流的比值为0.14。1.2调节逆变电压在励磁电流大于250A时,维持励磁电流不变,调节晶闸管开通的控制角,改变逆变电压,维持制动电流不变,直到
3、逆变电压为零。1.3加馈制动低于18km/h的速度区域,逆变电压为零,不能维持制动电流750A时,改变逆变电压的极性,此时变流器成为整流器工况运行,整流电压和电机电势叠加,维持制动电流不变。速度为零时停止加馈制动〔1〕。2运用中出现的问题2.1对电网的影响国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》规定:110kV电力系统公共连接点正常电压总谐波畸变率THDU的95%概率大值不得超过2.0%,其中,各奇次谐波电压含量不得超过1.6%;各偶次谐波电压含量不得超过0.8%。国家标准化指导性技术文件GB/Z17625.4-2000《电磁兼容限值中、高压电力系统中
4、畸变负荷发射限值的评估》规定:110kV电力系统公共连接点正常电压总谐波畸变率THDU的95%概率大值不得超过3.0%,“极短时(3s)”最大值不得超过6%。西南交通大学电气工程学院电能质量测控中心,于2002年1月10日至17日对南昆电气化铁道牵引变电所进行了电铁谐波专项测试,测试报告作出了评价意见。2.1.1对南宁电网内变电所谐波状况评价南宁电网内辖有平果、那桐、沙井牵引变电所,主变均采用不等容高过载低阻抗YN,d11牵引变压器,容量分别为2×12.5MVA、2×12.5MVA和2×16MVA,各所每臂并联电容器容量在1200~2000kvar之间。对牵第14卷第
5、1期2008年1月Vol.14No.1January.2008铁道运营技术RailwayOperationTechnology39第14卷第1期2008年1月Vol.14No.1January.2008铁道运营技术RailwayOperationTechnology引变电所110kV母线电压总谐波畸变率测试结论:处于南宁电网内的平果、那桐、沙井3个牵引变电所在测试期间,110kV母线侧A、B、C三相谐波电压均无超过国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》规定的限制值。2.1.2对百色电网内变电所谐波状况评价在百色电网内辖有的田东、百色、田林、平林等4个
6、牵引变电所,主变均采用不等容高过载低阻抗YN,d11牵引变压器,容量分别为2×16MVA、2×25MVA、2×25MVA和2×25MVA,各所每臂并联电容器容量在2000~4800kvar之间。对牵引变电所110kV母线电压总谐波畸变率测试结论:不论按GB/T14549-93还是按GB/Z17625.4-2000评价,处于百色电网内的田东、百色、田林、平林等4个牵引变电所在测试期间,110kV母线侧A、B、C各相电压总谐波畸变率均较严重地超出国家标准规定的限制值。2.1.3结论分析南昆线南宁电网供电的平果、那桐、沙井变电所供电区段的线路坡道最大6‰,机车牵引工况时向电
7、网取流相对小,制动工况时间短功率小,向电网输送的电量相对小。而百色电网供电的田东、百色、田林、平林变电所供电区段处于长大坡道区段,最大坡道13‰,因此谐波对电网影响严重超过国家标准。造成这种现象的原因除了与电气化铁道负荷有关外,还与电网容量有关,百色地区电网由广西电网的一部分及地方小水电、小火电厂联合供电,其容量相对较小。区段机车牵引工况时向电网取流大,制动工况时时间长、功率高,向电网输送电量大〔2〕。2.2对机车运用的不利影响2.2.1运行中电流波动根据专业技术人员添乘情况纪录,2005年2月2日~3日,威舍开往南宁的2060次旅客列车,由SS7型