摘要：电气化的铁路有着运量较大、速度较快、运费低、能耗低、受自然影响较小的特点，是当前铁路发展主要的方向。并且因为电气牵引负荷较大。所以，在整个电网中，电气化的铁路自身所具有地移动性、波动性就成为对电网接入点造成影响地主要原因。电气化的铁路负荷特点进行入手，分析了电气化的铁路就电网产生地影响，提出了加强对电气化铁路牵引供电系统管理维护的措施。
关键词：电气化；铁路牵引；供电系统；管理
前言：就我国电气化的铁路进程进行分析，我国高速铁路工程主要是以高速车头为主的，但是因为经济发展就其技术要求相对较高，此时就对高速铁路运输系统、载重的要求也更高。基于高速动车组优点进行分析，在现阶段其铁路机车负荷研究工作也日益的增多。所以，下面就对电气化的铁路负荷就电力系统影响及其自身特点进行入手，对电能质量综合的利用进行分析，希望对相关从业人员有所帮助。
1 电气化铁路牵引供电系统的分析
1.1 牵引供电系统的组成分析。高速电气化的铁路牵引供电系统主要是由牵引变电和接触网所组成的，其中 牵引供电系统电流回路主要是由牵引变电所--馈电线路--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。牵引供电系统负荷特点与普通的铁路牵引供电系统负荷特点有着很大的区别，主要是普通的铁路牵引供电系统特点较为适应线路阻力、牵引负载地机车负荷特点，而出现了不均性、负荷小的特点。高速牵引负荷则是负荷增加，不仅在克服线路的阻力、牵引负载，鞥好地消耗了列车克服高速行驶的空气阻力所需的动力上，并且高速铁路牵引 负荷还满足了持续性特。
2 电气化铁路与供电的方式
2.1 牵引系统的供电方式。从各国所发展的高速铁路分析得知，高速铁路所涉及到的供电牵引系统主要是由接触网、变电站所组成的。其二者的协调运作能够有效的保障牵引供电系统变电、配电、送电的工作。为使得高压变电后地电能能够被电力机车供电模块所调用，接触网就成为连接牵引变电机构、机车供电系统地桥梁。所以，接触网电力负荷就直接影响到高速机车运行的速度、负荷的能力，但是就输电系统来讲，线路负荷的时候是静止的。在如此多共同因素的作用下，铁路线路可靠性就显得十分重要。所以，在接触网设计的时候，满足电力机车弓网耦合和减小运行中接触网与弓网的机械振动和冲击就成为主要设计的指导思想。作为变电站和电力机车直接联系地桥梁，接触网机械组成部分则是包含了悬挂支撑模块接触网主要是由接触悬挂、定位装置等等。
2.2 供电电压。按照我国的电网设置，我国电气化的铁路牵引主要是采用了单相50Hz交流制。经过电网输出的110kV或220kV的双电源或双回路作为牵引变电站的供电。除此之外，在牵引变电站通过变压器降压等程序分相介入铁路上方的接触网为电力机车提供能源。就一般而言，变电系统为机车母线提供的额定电压为25KV，不难看出，与之配合使用的基础网、动力机车等采用的额定电压也为25KV。然而在我国广泛使用的外部电源等级为110KV。直到哈尔滨至大连的高速铁路建成以后，我国220KV级的铁路线才陆续建成。值得一提的是，我国今年来所新修的线路大多是使用220kV外部供电这一模式来运行的。
2.3 接触网。所谓接触网是指为动力机车直接提供与之相配套电源等级的动力供电网络。想象的说就是动力机车族在通过受电弓接触电网后获得其运行所需的电能。接触网在电气化铁路中的应用形式有很多，比如直接供电方式、允许回流的直接供电模式等等。以往我国的电气化高速铁路主要是采用BT方式供电，然而随着普通铁路相继采用这一模式后，目前我国主要采用的供电方式转为供电臂较长的AT供电方式。
3 电气化铁路对电网的影响
采用单相供电和整流的电气化系统在使用时往往会对电网造成一定负面的影响。如单相供电往往使得三相负载严重失衡，常常由此产生的负序电流进入供电网络后会使得牵引模块负荷的频繁变化产生电流冲击。长此以往，系统的供电质量会严重下降。在上述作用的影响下，电机和变压器内部产生的附加损耗会导致整体发热量变大。在浪费资源的同时也严重的影响了系统工作的稳定性和可靠性。另外，这一结果还会导致通信设备的工作受到严重干扰，导致相关设备的保护机制频繁启动或失效。
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4 电气化铁路牵引供电系统管理和维护的措施
4.1 优化牵引供电方式。就一般而言，我国铁路供电系统在接入时除了采用换相接入模式外，常常还采用接入高能的外部电源。为对于牵引变压器的选择，应当在配合整个电力系统负荷的前提下减少客户端对其造成的影响，从而实现资源的优化配置。如上所述，在半年氩气的选用方面，需要优先考虑可以减小三相失衡的稳压变压器。
4.2 无功补偿装置。对于无功需求较大的牵引站而言，常常需要在电网返送无功时对其进行动态补偿。这部分的硬件补偿装置主要是由单相固定（自动跟踪）和三相动态无功补偿兼滤波装置等硬件模块组成。
4.3 谐波电流方面。第一，对铁路井下工作面机车的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；第二，基于对就近原则地合理应用，实现了对谐波电流、无功功率地有效补偿。在一般情况下，所采取地补偿方法是基于有源、无源相互配合地综合性补偿方案，配合对SVC静止型的动态无功补偿装置、APF有源滤波器的装置应用，以实现了提升补偿器的运行性能，降低了该系统的工程造价目的。
4.4 负序电流方面。在考虑负序电流因素的基础之上，为了使系统不平衡程度能够限制在预定标准之内，就需要重点采取以下几个方面措施与方案。第一，体现大容量以及高电压的供电标准，确保其贡献系统能够具备较强的承受不平衡负荷的能力；第二，能够通过对三相一两项平衡牵引变压器设备的应用，确保在两个端口负荷取值完全一致的状态下，变压器三相电流能够处于完全对称的状态下。
4.5 加强高压电缆的管理。第一，严格选材。牵引供电系统的高压电缆要用单芯、交流、铜材质的27.5KV交联聚乙烯绝缘电缆，电缆保护层应为非磁性金属恺装层。技术人员应详细检查预铺电缆的型号规格，严禁使用不合格电缆。第二，规范铺设施工。在铺设电缆的时候，应按工艺流程实施。首先，电缆的弯曲半径应比其外径大，应用分沟敷设方法对上下行电缆施工；其次，应用高强度的PVC管铺设穿越铁路的电缆实施穿管，且保护管的半径应比电缆外径大，弯曲半径应大于电缆外径10倍，以保证电缆使用时的可靠性和稳定性。第三，采取明线架空措施。用明线架空可解决电缆故障时的检修问题，电缆如果发生故障，检修人员可很方便的查找故障点并维修，使高压电缆故障检修效率有效提高。
结束语：
总而言之，铁路电网作为高耗能的行业，其铁路电网电力需求增长点对地方经济有着重要影响。所以，不难看出的是强大地电力系统就为电气化铁路安全运行提高有力的保障。所以，加强负序电流治理还需加大投资的力度。
参考文献：
[1] 王晓东，张洪斌.城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真研究[J].系统仿真学报，2002（12）：1692-1697.
[2] 郭红卫.城市轨道交通新型牵引供电系统保护研究[D].北京交通大学，2011.
[3] 姚宗溥，侯世英，祝石厚.电气化铁路牵引负荷对固原电网的影响[J].电网技术，2007（S1）：15-19.
[4] 杜习周，陈栋新，余晓鹏，等.电气化铁路负荷对电网电能质量的影响[J].华中电力，2010（6）：35-37.
[5] 郭知彼.电气化铁路电能质量的综合治理[J].变流技术与电力牵引，2006（2）：71-74.
[6] Xiong Y，Duan Y，Zhou Y，et al.The Electric Power Saving Schemes of High Speed Electrified Railway[J].Energy Procedia，2012，16（Part C）：1940-1947.
[7] Wang J，Jin F，Mo H，et al.Spatiotemporal evolution of China’s railway network in the 20th century： An accessibility approach[J].Transportation Research Part A： Policy and Practice，2009，43（8）：765-778.
论文作者:马丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：供电系统论文; 负荷论文; 电气化铁路论文; 铁路论文; 电网论文; 电缆论文; 电力机车论文; 《基层建设》2018年第22期论文;