摘要：电压和电流会受到谐波的影响，产生变化，会影响电网的安全，随着我国电气化铁路的发展，电气化铁路运量大、速度快、耗能少等特点，对我国的经济发展具有重要的作用，具有显著的经济效益，同时，电气化铁路的牵引负荷具有很大的移动性和波动性，产生的谐波会对电能的质量产生不利的影响，本文介绍了牵引系统的供电方式，谐波电流的影响，谐波对电网的影响，电气化铁路产生的不利影响以及提高电能的措施。
关键词：电网谐波 电气化铁路 牵引系统
前言
我国的电气化铁路已经发展了很多年了，随着经济的发展，电气化铁路的能力，我国列车的运行速度也逐渐在世界上领先，铁路对电气化的要求逐渐提高，同时电气化电气化铁路已经成为经济发展的重要力量，但是电力的牵引负荷会产生谐波，不利于电网的正常运行，让供电的压力越来越大，为了使高速铁路不断地发展，对供电的要求也越来越高，对供电能力也有更高的要求，由于铁路和电力在技术上存在一定的差别，需要牵引站配合工作的不断加强，进而来促进高速铁路的不断发展。
一、牵引系统的供电方式
1.1牵引变电站
电气化铁路带动列车运行需要牵引供电系统产生电力，牵引供电的系统主要包括牵引变电站和接触网，牵引变电站在铁路的沿线，根据牵引负荷和接触网的供电能力隔一段距离设置牵引变电站，为保证正常的供电，牵引供电站分两路进行供电，电车通过受电弓与接触线滑动来获得电能。当一个牵引变电站停止的时候，它的就出现就会为相邻的牵引变电站进行供电，但有时会影响列车运行的速度，需要经过进行合理的调度，来减少对电网的影响。供电系统会对牵引负荷产生很多的影响，在设计中应当充分考虑列车行驶对电网的影响，来减少不必要的损失。
1.2供电电压和接触网
现在，电气化铁路的牵引一般都采用交流电，通过变压器进行变压，作为牵引的电力使列车行驶，随着经济的快速发展，高速铁路也在不断地运行和发展，通常高速铁路采用标准电压进行供电，电气化铁路的供电方式也是多种多样的，自耦变压器供点方式是目前电气化铁路普遍采用的方式。[1]
二、谐波电流的影响
2.1谐波电流源
在电气化铁路中，电车的牵引负荷产生的过程中，会对地区的电网产生一些影响，因为牵引负荷的变动十分的频繁，波动的范围较大，就会产生丰富的谐波，产生谐波的因素还有很大随机性，而且，在电气化铁路的牵引过程中，牵引负荷也是不平衡的，会产生负序的电流，进而形成负序的电压，电车的牵引负荷属于谐波电流源，谐波会对电网的正常运行产生影响，就会没有稳定的电压，就会不利于电气化铁路的发展。
2.2高次谐波
电力机车通常采用的是交流和直流型，机车的调级以及华东会产生电弧，进而产生高次谐波，谐波电流通过接触网进入电网，而且，高速铁路的交-直-交型虽然使用了大的电容储能，降低了谐波的脉动，虽然大大减少了高次谐波，但高次谐波仍然存在。
2.3谐波电流的影响
由于列车从接触网得到的是单向交流电，通过整流就能获得直流作为列车交直流所需的电源，线路的非线性就会产生谐波的电流，在谐波中，奇次谐波占据主要的地位，在列车的行驶中，谐波的电流要满足国家质量的标准，电流不能超过线路所承受的最大值，否则就会对电路产生一定的影响，而且在不同的电压下受到的影响不同。受地区电网谐波影响的变电站有很多，总谐波电压的畸变率超出国家的标准，如果不及时的治理，就会产生很大的影响。
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三、谐波对电网的影响
由于谐波会对电气化铁路产生很大的影响，会使电力系统的电流和电压发生不正常的变化，进而对电力系统产生不利的影响，通过牵引变压器进入电力系统，也会使系统内部电网的谐波严重的放大，大量的高次谐波会对电网产生危害，根据电压波形进行控制的仪器设备会引起一些误差，影响计算的准确性，不利于得到正确的结果。而且现在铁路运行中的母线上会有很多的电动机，要使电动机能够长时间的使用，并且不受到损坏，就要考虑通过电动机的谐波电流，如果谐波电压超过电动机允许的最大电压，就会使电动机损坏，影响正常的生产生活，对技术工人也会产生不利的影响。变压器在电力系统中也是一个重要的部件，变压器本身也是谐波源，是传送谐波源产生谐波的重要的环节，在正常的情况下不会变压器的损坏。在电气化铁路中也会使变压器发热造成损坏，在高压电网和低压电网中，电气化铁路会产生三相不平衡的谐波，其电流之和为零，这样谐波不会受到阻拦，谐波会在电网中流动，使谐波的电流增大，使电容器造成损坏。随着电网的不断完善，电压的等级不断增加，谐波的注入会使局部的电网谐波放大，会引起牵引的输电线路跳闸。电缆也会受到谐波的影响，电缆的额定电压越高就更容易使电缆出现故障，影响电力系统的正常运行。[3]
谐波也会对其他系统和电力用户产生危害，影响周围的通信系统，不利于通信系统的完善，会出现噪音，影响周围人正常的生活，降低通信系统的质量，会对人们的生活产生消极的影响，不利于电子设备更好的制作，会使精密仪器的质量降低，一些设备的使用的时间缩短，家用的电器不能正常使用。
四、电气化铁路产生的不利影响
电气化铁路的单相供电方式会给电力系统正常运行带来了一些问题，会因为牵引负荷的变动对电力系统产生不利的影响，引起电力系统的电能质量下降，会使电动机和变压器增加损耗，会使发热量增加，增加了系统的功率，谐波会使谐振增加，不能向系统输送功率，不利于系统的正常运行，使电压波动频繁，影响到其他用户的供电质量，威胁着电网的安全。[4]
五、提高电能的措施
电气化铁路对电网会产生影响，改善电能也需要一定的措施，来提高电能的质量，需要很多人的共同努力，进而减少对电力系统的影响。电气化铁路牵引变电站的负序电流的抑制问题，要采取牵引站实行换相的措施，还要考虑谐波的抑制问题，还要在接触网上安装滤波器，但是电力机车只有一部分谐波会被滤波器吸收，大部分谐波都被吸收在电网中。所以，在电气化铁路不断发展的时代，要充分利用电力系统中电能的承受能力，让变压器和线路的作用发挥到最大，让资源能够得到充分的利用，还要减少因为谐波对电力系统和使用用户产生不利影响，让电能在生活中得到充分的应用。
结语
综上所述，现在，高速铁路大多都采用交-直-交型和自耦变压器供电方式，使谐波电流显著的降低，减少对电网的影响，电气化铁路由于受到谐波的影响，会产生很多对变压器和输电线路的不利因素，地区的电网也因为谐波的影响，产生了许多不利与电网建设的因素，因此，减少对电气化铁路的不利的影响，提高电能的质量是很多人共同的目标，将会产生更多的经济效益。
参考文献
[1]张小瑜，吴俊勇.电气化铁路接入电力系统的电压等级问题[J].电网技术，2007，31（7）：12-17.
[2]吕润馀.电气铁道三类牵引变压器输入电力系统的不平衡谐波分析[J].电网技术，1989，13(1)：15-29.
[3]陈解祥.电气化铁道谐波污染与对策[J].湖南电力，2009（6）：4-8.
[4]安鹏，张雷.电气化铁路对电力系统安全运行的影响及对策[J].山东电力技术，2005，13（4）：16-19.
作者简介
戴越（1991.2-），男，江苏宿迁人，南京工程学院电气工程及其自动化专业 本科 学士，助理工程师，单位：国网江苏省电力公司泗阳县供电公司，研究方向:配电中低压电压合格率治理。钢厂、光伏、铁路等对电网的谐波影响及治理方法。
论文作者:戴越
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：谐波论文; 电气化铁路论文; 电网论文; 电流论文; 电压论文; 电力系统论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第15期论文;