研究铁道牵引供电系统存在问题和其解决方法

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1、研究铁道牵引供电系统存在问题和其解决方法　　【摘要】随着我国电气化技术发展，我国铁道牵引供电系统也得到了更加长足的发展。由于铁道牵引供电系统作用很突出，所以，要更加重视铁道牵引供电系统存在的问题。本文将从以下几个方面来分析铁道牵引供电系统存在的问题和解决办法。【关键词】铁道；牵引供电系统；问题；对策中图分类号：U491.2+27文献标识码：A一、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。二、我国电气化铁道牵引负荷的特征1、牵引负荷具有稳态奇次性,电力机车牵引负荷

2、在稳态运行时只产生奇次谐波电流。2、牵引负荷的相位分布广,复平面的四个象限上,且随着谐波次数的升高,谐波相量可均匀出现在四个象限上。73、牵引负荷具有随机波动性,负荷的波动性降低了牵引供电设备容量利用率,导致牵引网及牵引变电所上的电压出现波动。牵引负荷的随机波动性主要是负荷电流的大幅度剧烈波动。4、牵引负荷具有不对称性和单相独立性,相对三相系统,牵引负荷产生大量负序电流,具有不对称性。牵引变电所在正常电压范围内各供电臂的取流可认为具有单相独立性。5、牵引负荷具有非线性,在我国一个庞大的无功源和谐波源就是电力牵引负荷,主要是因为交-直(AC/DC)型电力机车是目前我国电气化铁路使

3、用主要类型。谐波电流畸变率在供电臂处约高达30%。三、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四个方面：（一）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。7（二）增加无功功率会使电流增大，从而

4、使得发电机、变压器以及其他电气设备和导线的容量增加。（三）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、负序电流我国的电气化铁路是通过三相电力系统经牵引变压器将110kV（或者220kV）电压降压为27.5kV（或者55kV）后向牵引网和电力机车进行单相供电。因为牵引变压器不对称的供电方式，必然会在电力系统中造成负序电流，从而对供用电设备产生一系列危害，例如发电机转子升温幅度增大，引起附加振动；变压器能量损失增多，在铁心磁路中会产生附加发热；输电线中能量损失增多，降低线路的输送能力；继电保护与自动装置负序参量启动元件误动作增多等。3、谐波电流电

5、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。主要体现在以下四个方面:（一）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。7（二）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。（三）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

6、大，从而使（一）、（二）两点的危害更加突出，甚至引起严重的安全事故。四、应对措施1.无功功率和谐波电流的对策一是通过更新电车的性能，电车性能的好坏是谐波电流产生与否的重要影响因素。目前，我国和谐号动车组8节、16节编组的功率分别是5500KW和11000KW。根据沿海铁路近年的运营情况看，其功率因数已高达0.98以上，即避免了国家电网公司对功率因数的处罚，又提高了电气化铁路对电能的利用率，很好的解决了以往电车无功过高的问题。除尽量选择性能好的机电设备，另一方面在平时设备维护过程中，要及时更换陈旧设备。性能好的机电设备可以有效降低谐波电流的产生，从而降低谐波电流对于系统的影响。另

7、外还可以在机电车上安装功率矫正装置，发现无功功率可以自动校正。这是提高效率的关键措施。二是可以通过各种手段来进行补偿。在供电系统中，常运用的补偿方法是运用电车上的无源或者有源或者两者相结合的方式来对其进行补偿。另外并联电容的应用也可以有效补偿无功功率。2.负序电流的解决对策7一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