电气化铁路对电网的影响及对策

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1、江苏电机工程"2005年5月JiangsuElectricalEngineering第24卷第3期电气化铁路对电网的影响及对策韩柳1!2!谈顺涛1"1.武汉大学电气工程学院!湖北武汉430072&2.徐州电力勘察设计院!江苏徐州221005(摘要!首先从电气化铁路接触网的供电方式"牵引变压器的接线型式"电力机车的用电特性"无功补偿的方式等几个方面叙述了电气化铁路的用电特征#然后分析了电铁产生的谐波"负序"负荷波动的特点!及其对电网的电容器"继电保护"电能计量等的影响$并就减少电铁谐波%负序!减轻电铁对继电保护"电能计量的影响提出一些治理措施$最后从电力部

2、门角度!提出针对电铁污染所应采取的一系列对策$关键词!电气化铁路&谐波&负序&继电保护&电能计量中图分类号!TM922!!文献标识码!B!!文章编号!1009-0665"2005(03-0008-04改革开放以来!我国电气化铁路"以下简称电Scott接线变压器将两台单相变压器接成T型铁#获得迅速发展!现已占铁路运量的近50!!带来接线!容量利用率可达100!$负序容量较小!它把巨大的经济效益和社会效益$但与此同时!电铁机三相制电网电源变为两相输出!当两相侧负荷相等车在用电过程中产生大量的谐波与负序!且电铁机时三相侧电流平衡!负序电流为零$但Scott变压

3、器车沿铁路移动用电!产生的危害性远比其他谐波源多为进口产品!价格较高$更为严重!更为广泛!如不能得到及时治理!将注入阻抗匹配平衡变压器为我国自主开发的一种变电力系统!影响全网$随着电铁运量的增加和电铁压器!负序容量也较小!但价格比Scott变压器便宜向东部发达地区扩展!如电铁谐波仍然不能得到及得多$它把三相制电网电源变为两相输出!并克服严时治理!其产生的危害将会更加严重$对此!电力部重的不对称运行给电网造成的危害$无论两相侧负门应予以高度重视!尽快采取对策予以治理$荷状况如何!三相侧无零序电流$且两相侧负荷相等时三相侧负序电流消失$它的容量利用率为100

4、!$!电铁运行特征!.#电力机车!.!电铁的用电特征国产韶山型"SS1(电力机车采用直流串激牵引电铁牵引负荷是移动%幅值变化大而又频繁的电动机!机车功率为4200kW$机车上的整流变压特殊负荷!其负荷日波动的特征非常明显!引起这器与硅整流器!将牵引网的25kV%50Hz交流变为种日波动的原因与线路条件%机车类型与操纵%机1500V直流$这种机型为早期的机型$车速度%牵引重量等因素有关!而这些因素又具有晶闸管相控型电力机车有SS3"9!日本6K!法随机性!因此!电铁牵引负荷是一个典型的日波动国8K等$晶闸管相控机车在不同导通角时!电流波负荷!具有短时冲击负

5、荷的特征&电铁牵引负荷又形变化大!它的谐波含量变化也较大$进口的8K及是不平衡负荷!它引起三相电力系统不对称!产生6K电力机车本身装有滤波器!可有效地滤波$负序电流!形成负序电压&电铁牵引负荷由整流型以上均为国内普遍使用的交)直电力机车!这电力机车产生!含有丰富的谐波!属于谐波电流源$种机车存在谐波电流大!功率因数低!产生负序电流!."牵引变压器的问题$目前国外开始使用交)直)交电力机车!可目前我国牵引变压器接线型式主要有5种’单很好地解决这些问题!功率因数可限制为1[3]!但交)相接线%Y/d接线%V/V接线%Scott接线%阻抗匹配平直)交电力机车在

6、我国还处于研制阶段!在今后相衡变压器$当长时间内!交)直电力机车仍占绝大多数$单相接线变压器结构简单!容量利用率高!可达!.$无功补偿100!$但单相变压器的负序容量较高!为正序容量我国现有的牵引变电站!为补偿功率因数!较多的100!!对电网污染较大$一般多用于短路容量采用的是在27.5kV侧安装一定容量的无功补偿电大的220kV电压等级$容器!为避免电容器对3次谐波的放大影响!在电容V/V接线相当于两台单相变压器$容量利用率回路中串联12!左右的电抗器!并不装设专门的滤高!可达100!!负序容量为正序容量的50!$波装置$这种无功补偿存在以下缺陷$Y/

7、d接线变压器为三相变压器!容量利用率较"1(谐波滤波效果不明显’由于串联12!的电低!只有75!!负序容量为正序容量的50!$抗器!对三次谐波的滤波效果不理想!一般只能吸收收稿日期’2004!!12!06韩柳等$电气化铁路对电网的影响及对策!20!"30!的谐波电流!因为小机组额定电流!N较小%故小机组的!2/!N"2#无功功率的反送问题$由于采用断路器投较容易超过8!%从而引起负序保护动作%频繁跳闸!切%不能频繁操作%而电气化铁路负荷一般带电时!.#负荷波动间很短"机车通过供电区段的时间一般为几分钟到电力机车在区间行驶负荷变动大且急!上下坡十几分钟#%

8、因此牵引变大部分为空载%电容器没有负荷相差甚大!平行行驶时两站之间速度快%进出站