摘要：电气化铁路供电设备作为电力机车的能量来源，其安全性和可靠性对电气化铁路安全运营具有重大的意义。电气化铁道朝着快速、高效、节能的方向发展，电气化铁道供电系统技术也应与时俱进。总结供电系统技术应用经验，并逐步改良，才能使我国电气化铁道供电系统技术向更加完善的目标发展。
关键词：电气化；铁道；供电
1 电力牵引技术
1.1 电力牵引技术特点
电力牵引是一种新型有轨运输牵引动力形式。在干线铁路、城市轨道交通运输和工矿运输中有着广泛的作用。电力牵引是利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通车辆等有轨运输工具运行的一种运输形式。电力牵引按其牵引网供电电流制式不同，分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制。我国电力牵引供电系统的主要特点有以下几方面：电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源；非线性整流器机车，成为一种谐波源，并从电力系统和牵引供电系统获取无功；供电方式及设备种类多样化，有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器、BT供电方式、自耦变压器AT供电方式，这些供电方式的技术和经济特性有较大的差异；牵引供电系统和电力机车在电气上是—个连续的整体，易于实现自动化和信息化管理。
1.2 提高电力牵引技术措施
① 针对无功功率的解决方案
为提高机车的功率因数，可以在机车上配备校正功率因数的装置，这样就能得到很好的效果。在“交-直-交”机车与“交-直”机车上，若整流环节采用的是四象限PWM 整流器，则可以令机车输入电流的基波和电压同相位，这样可以从根本上消除功率因数的问题。对于机车产生的无功功率，采用就近补偿的方式，通常在牵引变电所将无源、有源以及两者结合的混合补偿方式进行相互补偿。
采用STATCOM补偿的方式。相对于SVC，STATCOM 具有速度快、工作效率高、谐波输出含量小、负荷率适应性好等优点。特别是两相结构的STATCOM，它不仅可以实现有功功率、无功功率的四象限控制，还可以在对变电所的两供电臂进行无功动态补偿时，调节两供电臂有功潮流，从而实现负荷的动态平衡。牵引变电所的电源等级统一采用220kV。采用220kV的系统，由于电网的供电能力较高，负序电流的问题能够得以缓解。牵引变电所进行换相联接。为了减轻进入电力系统整体的负序分量，不同接线的牵引变电所可以实行换相联接。在变电站安装同期调相机，其功能可以允许承受较大的负序电流，从而负序阻抗较低，并且具有良好的防震性。
③针对谐波电流的解决方案
避免电容器放大谐波。可以改变电容器中的串联电抗器，或者把电容器组的一些支路改成滤波器，或者对电容器组的投入容量进行限定，这样可以有效地防止电容器对谐波进行放大，同时也保证了电容器组的运行安全。调整谐波源的配置或者工作方式。若某些装置对谐波具有互补性，可将它们集中。否则应当适当分散或者对其交替使用，对于会产生大量谐波的工作方式应适当限制。运用多重化技术。几个交流器联合使用，运用多重化技术把多个方波进行叠加，用以消除较低频率的谐波。谐波叠加注入。可以利用具有三次倍数的谐波与外部的具有三次倍数的谐波源，将谐波电流叠加到生成的矩形波形上，这样可以有效降低给定运行点处的一些谐波。
2 接触网方面的技术
2.1 接触网功能
电气化铁道供电系统中，接触网所处的机械环境和电气条件比较复杂，为避免接触网在复杂的环境中安全工作，其绝缘要求要高。在接触网中采用新型绝缘材料，如闪络距离为920mm和1200mm的棒式绝缘子，能够使接触网污闪事故有效减少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接触网所选用的新型合成绝缘材料，要达到绝缘效果的同时，需要考虑接触网所处的复杂环境，污秽多、不易清扫等特点。如绝缘棒子，不仅耐污秽，不需要清扫，且其强度极大。虽然重量只有瓷绝缘子的十分之一左右，但是此绝缘棒子不易碎。新型合成绝缘材料一般使用在隧道外的接触网上，其优越的性能，可能将替代瓷绝缘材料，占据市场主流。电气化铁道供电系统对接触网的绝缘效果有着极高要求的同时，接触网的机械性能，同时需要得到有效的改善。接触网动态测量技术，在电气化铁道供电系统中发展较好。利用带有微机数据采集分析系统的接触网检测车，能够降低接触网机械设备，因硬点而引起的离线和局部磨耗。而在机械设备连接导线的选择上，处于成本考虑，选用钢铝导线可以有效节约铜金属材料。
2.2 提高接触网工作效率措施
①避免电气设备烧伤。经常检查接触网电流流动是否畅通，及时清除连结设备及接触网上的污秽物，在线夹上涂抹电力复合脂，以增强导电性能。在架设接触网时，一定要选择导电性能好的材料，对一些导电的电气设备要按照长期使用的标准去选用，以避免在实际使用时出现故障；妥善安排电力机车运载，可避免损坏接触网设备。当发生温度变化时，温敏试纸会发生颜色变化，因此可在接触网关键部位贴上温敏试纸，以随时检查接触网电气设备；要定期组织人员巡查接触网，特别是夜间，培养接触网施工工人和检修人员的责任心，用科学、严谨的态度处理问题。
②减少磨损的发生几率。引进先进的电气化铁道施工工艺，改进和完善机车设备，降低摩擦阻力，以缓解接触网磨损造成的故障，改变电力机车受电模式；完善检修制度，接触网设备容易受到外部环境的影响，特别是炎热天气或寒冷天气条件下，需要加强排查接触点和转折点等部位线路；完善保护接触网的方式，对接触网极易发生故障的部位设置触区范围，避免机车运行时因接触线打折出现电流过热效应。
3 电气化铁道供电安全监控技术
可能导致电气化铁道供电系统自身运行稳定性产生影响的因素不但涉及到系统自身运行可靠性的因素,同时也涉及到的外部自然环境条件对系统的干预与影响。电气化铁道供电调度系统与监控系统相互之间,借助于网桥的方式实现有效连接,能够针对有关电气化铁道沿线各类设施的运行情况及状态进行全方位的安全监测。为在不影响对电气化铁道供电安全监测性能的前提条件下,最大限度的保障整个监控系统结构配备的整体性,应用的合理性以及经济性优势充分发挥,需要在原则上防止安全监控系统下属各个监测设备与装置同传输通道之间处于重复性设置关系下,由此在提高数据响应速度的同时,确保对整个安全监控系统基本层次结构的有效规范。
4 电气化铁道供电技术发展
供电系统运行管理技术也应与时俱进，有所发展。因此，电气化铁道要求其电力调度、控制以及继电保护应趋向自动化、远动化的方向发展，实现自动化智能管理，提高管理水平。随着社会经济的快速发展，新型科技产品越来越普及，电子和微机技术在发展情势下已然完善，用于电气铁道供电系统中，能够远程对供电系统进行管理。比如，远动系统已发展到多微机远动阶段，在此阶段，远动系统的功能实现了遥控、遥信和遥测。且系统自身的硬件和软件都很简单，还有显示屏，可以对供电系统的检测情况进行现场直播，并能自动打印和记录检测结构。实现电气化铁道“有人值班，无人留守”的管理目的。电子和微机技术在普及，不仅能够节省电气化铁道人才储备的资金投入，还可以及时向工作人员反馈系统运行情况，当出现安全事故时，工作人员亦能利用新型技术，在最短时间内做出故障的处理方案。
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论文作者:邢奋伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/12
标签：供电系统论文; 谐波论文; 铁道论文; 技术论文; 方式论文; 机车论文; 电流论文; 《基层建设》2018年第25期论文;