分析铁道牵引供电系统存在的问题及其解决方法

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1、分析铁道牵引供电系统存在的问题及其解决方法摘要：铁道运输关系到我国的铁路运输事业的发展，要对铁道牵引供电系统存在的问题进行分析，并研究其解决方法。关键词：铁道牵引供电系统；问题；解决方法中图分类号：U223文献标识码：A前言目前，我国铁路建设不断加快，铁道牵引供电系统也得到了相关建设部门的重视，但是，面对铁道牵引供电系统存在的问题，应该更加重视对其进行研究，提高铁路的使用效果。一、铁道牵引供电系统的组成铁道牵引供电系统主要是由三大部分组成，即：电气化铁道一次性供电系统、铁道的牵引变电所以及牵引网。其中，铁道的牵引变电所其主要功能就是把三相的交流高压电能通过各种方式转变成

2、较低的电压，三相的交流高压电能主要是从电气化铁道一次供电系统处所输送过来，而这些较低的电压主要适合电力机车使用。铁道牵引网则主要包括五部分，分别为:接触网、馈电线、轨道、大地以及回流线，铁道牵引网的功能主要是将铁道牵引变电所转化的较低电压电能输送到电力机车。铁道牵引供电系统根据为铁道机车提供的电流性质来划分，可以分为直流制以及交流制两种。其中交流制又可以分为两种，即：工频单相交流制以及低频单相交流制。工频主要指的是工业标准的频率，一般就是50赫兹或者60赫兹。而低频则指的是低于工业标准频率（50赫兹或者60赫兹）的频率，在平常的应用中，低频用的最多的是15-20赫兹。不

3、同的电流制，其电力牵引供电系统设备都有极大的不同。二、铁道牵引供电系统存在的问题1、无功功率电力机车是一个具有随机变化特点的感性负载，它的基波电流会滞后电压一定角度，由于变压器、牵引电机这些设备的非线性，加上电力电子器件非线性的调节作用，导致机车的电流中包含大量在三相供电系统中的不对称分布的谐波成分。牵引负载功率大、时间和空间分布随机性强以及三相不对称的特点导致牵引供电系统成为电力系统中主要的无功源。供电系统无功功率产生的危害主要表现在以下方面：使供电线路中无功功率的有功损耗增加，供电线路、变送电设备以及其他用电设备发热程度增加。增加无功功率会使电流增大，从而使得发电机

4、、变压器以及其他电气设备和导线的容量增加。由于变送电设备负荷容量中，增加了无功容量。导致变送电设备有功输出的容量降低。2、谐波电流电力系统所产生的谐波和其它整流负荷所产生的谐波一样，给电力系统及用户带来巨大的危害。特别是在牵引负荷与波动性方面，具有负荷功率大、波动性强的特点，这些危害表现得尤为突出。主要体现在以下方面：谐波会增加公共电网中各元件的谐波耗损，从而降低用电、输电、发电设备的效率，过量三次谐波还会导致线路过热从而引发火灾。谐波会影响各种电气设备进行正常工作，对电机造成的影响除了产生附加耗损外，还会引起机械振动、噪声及过电压，从而导致变压器局部过热。另外，谐波会

5、对电容器、电缆等电力设备产生过热、绝缘老化、寿命缩短的影响。谐波会使得公共电网中产生局部并联谐振与串联谐振，使谐波放大，甚至引起严重的安全事故。3、负序电流负序电流的产生主要是由铁道牵引变电所在采用不同基本联接方式完成电压等级变换而引起的，负序电流的产生，除了会导致无功功率之外，还会对整个电力系统以及用户造成不可估量的后果。负序电流的产生，会降低变压器的输出功率，使其不能发挥其高效的运转效率。负序电流的产生，会导致相关部件的发热和震荡，从而危及到机器的安全及顺利运行。因为当发电机中有负序电流流过，且各相的电流不超过额定值，那么就必须要降低发电机的出力，这样才能确保发电机

6、的正常运行。负序电流的产生，会导致电力网输电能力的降低，因为当负序电流流过铁道牵引供电系统时，电力系统不仅不能发挥其功效，而且还会造成电能的损失以及占据输电系统的最大容量，从而减少了输电系统容量的利用率。此外，负序电流的产生，还能引起继电保护装置设备的一些误动作，不仅降低电机的工作效率，而且还造成一定的安全隐患［1］。三、解决方法1、负序电流的解决对策一是要采用大容量的电源。负序电流产生的影响主要是由于系统自身不能承受巨大的不平衡电流导致的。采用高压，大容量的电源，既是要避免负序电流的产生较为严重的影响，又是在提高系统自身的性能。另外一种方式就是变压器的改善。我们可以通

7、过使用单相、三相V/V结线，斯科特结线，平衡结线变压器等多种形式的牵引变压器来实现负序电流的解决。负序电流的产生主要还是因为三相不平衡造成的，当我们采用这些变压器的时候如果变压器两端的负荷平衡，最终成功降低负序电流的产生。在利用这种方式消除负序电流的时候，我们必须要注意两供电臂的状态对负序电流的影响：当两供电臂平衡时，单相、三相V/V结线等牵引变压器负序功率为正常的百分之五十；斯科特结线，平衡结线变压器负序功率为0。当两供电臂不平衡时，各结线形式的牵引变压器负序功率均是百分之百。2、采用相序轮换技术相序轮换技术的主要原理是利用各相所承受的