铁路牵引和供电系统问题和对策

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1、铁路牵引和供电系统问题和对策　　摘要：在当前技术条件支持下，铁路牵引供电系统的主要组成部分包括三个方面：牵引变电所、电气化铁道一次供电系统和牵引网。其中，牵引变电所可以说是确保整个铁路牵引供电系统运行安全与可靠的核心要素所在。在整个牵引供电系统的运行过程当中，电气化铁道一次供电系统需要向牵引变电所当中输入三相交流高压电能，通过对三相交流高压电能的处理，以降低其电压等级。在此基础之上，牵引网通过构建馈电线、接触网、大地回流线、以及轨道载体的方式，确保电能能够有效、安全地传输至电力机车当中。同时，还可配合将系统运行所对应的牵引回流电流导入主变

2、压器设备内部。关键词：铁路牵引供电系统问题对策中图分类号：U223文献标识码：A1、电气化铁路的牵引供电系统1.1牵引供电系统的组成6高速电气化铁路的牵引供电系统主要有接触网和牵引变电所组成，其中牵引供电系统的电流的回路主要是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流连接——接地网组成闭合电路。牵引供电系统的功能主要是将电力系统的电源引入到牵引变电站内，然后通过变压器将电压变成为满足电力机车的运行的电压制式，接着将电压通过馈出线引入到接触网，最后在电力机车上安装受电弓，从而使电力机车获得电压。1.2牵引供电系统的负荷特性

3、牵引供电系统的负荷特性与普通铁路牵引供电系统的负荷特性不同，其主要区别在于普通铁路的牵引供电系统的特性比较适应线路阻力以及牵引负载的机车负荷特性而出现的不均性或者负荷小的特点。而高速牵引负荷主要是负荷的增加不仅在克服线路阻力和牵引负载，更多的消耗在列车克服高速行驶的空气阻力所需要的动力上。并且高速铁路的牵引负荷还能够满足持续性的要求。2、铁路牵引供电系统存在的问题及应对方法2.1谐波电流方面6从系统负载的角度上来看，电力机车的负载指标呈现出了相对随机以及感性的变化规律。电力机车所对应的基波电流滞后于电压一定角度。同时，受到变压器、牵引电机

4、等相关设备所具有非线性调节功能因素的影响，进而导致电力机车当中的电流内含有一定比例的谐波成分。同时发现，相对于整个三相供电系统而言，这部分谐波成分的分布呈现出了相对不对称的状态。因此，可以总结：牵引供电系统之所以成为整个电力系统运行过程当中最主要无功源、以及谐波源的因素在于：过高的牵引负载功率、过于随机的时空分布、以及不对称的三相谐波分布。2.1.1问题分析在铁路特别是井下工作面牵引供电系统的运行过程当中，受到谐波电流影响，主要表现出了以下几个方面的问题：（1）会对电力网设备产生影响。谐波电流的存在会导致变压器、乃至整个电力线路在正常运行

5、状态下的附加损耗呈现出明显的加大趋势，引发系统设备出现过热问题。一方面会使得相关设备的绝缘寿命大大降低，另一方面会使得功率因数以及设备容量的利用水平呈现出一定程度上的削弱。（2）会对电力网局部性动作产生影响。结合笔者实践工作经验来看，在牵引供电系统，变电站的周边，所对应的串联形式以及并联形式的谐波比例明显高于其他位置，因此会导致电网以及电容器组呈现出频繁性的并联谐振问题。受到此因素影响，牵引供电系统当中的电容器组可能会出现无法运行、甚至是损坏的问题，引发负载功率因数长期性的处于低水平状态当中。2.1.2应对方法（1）对铁路井下工作面机车的

6、运行性能进行合理的改善。改善的核心在于，提高工作面机车的功率因数。在机车上配备功率因数的校正装置，达到减少谐6波产生问题的目的。与此同时在交一直机车内，当整流环节采用四象限PWM整流器装置的情况下，可以使井下工作面机车在正常运行状态下，所对应的输入电流基波能够与电压始终保持在相同状态下，进而达到解决功率因数与低次谐波相互配合方面的问题；（2）还需要基于对就近原则的合理应用，实现对谐波电流以及无功功率的有效补偿。一般来说，所采取的补偿方案是基于有源与无源相互配合的综合性补偿方案，配合对SVC静止型动态无功补偿装置以及APF有源滤波器装置的应

7、用，达到提高补偿器运行性能、与降低系统工程造价的目的。2.2负序电流方面在铁路牵引供电系统的运行过程当中，牵引变电所选取的连接方式主要包括：单向连接式、单和v形连接式和D-11形连接式。通过上述连接方式均可实现对电压等级的有效变化。结合实践工作经验来看，单相牵引负载对三相供电系统的影响与牵引变电所所选取连接形式的不同，是存在一定相关性关系的。在牵引变电所采取上述三类连接形式的情况下，均不可避免的在电力系统内形成一定的负序电流。换句话来说，在采取纯单项连接方式的状态下，尽管变压器的容量利用率能够维持在较高水平状态，且运营维修相对便捷，但受到

8、电流不对称系数的影响，会出现比较严重的三相不对称问题。同时，在采取单和V形连接式、以及D-11形连接式方案的情况下，功率因数角差值会受到供电臂负载电流、以及电流不对称系数的双重影响。62.2.