关键词：铁道;电气化技术;问题;探讨
引言
铁道电气化技术是一种利用电气化机车的铁道技术，因为电气化机车具有效率高和功率大的特点，而且对环境污染极小，所以目前在我国得到了广泛应用和推广。在采用铁道电气化技术时，需要明确铁道电气化技术的问题。
1铁道电气化技术以及我国应用电气化铁道的情况
铁道电气化技术主要是对铁道电气化设备进行维护管理以及应用开发，以适应电气化铁路供电系统及其装置的设计、运输与施工技术管理。我国应用铁道电气化技术至今已经有四十年的历史，我国电气化铁路目前采用的是工频单相交流电力牵引制，将国家电力系统输送的电能以电能牵引供电设备变换为适合电力机车使用的形式，所以电气化铁路的两大主要装备就是牵引供电设备和电力机车，铁路上的基础设施和其他装备都是为了配合这两种设备的使用。牵引供电系统就是把电力系统的电能传送给电力机车的电力装置，又名电气化铁路的供电系统，两大组成部分是牵引变电所和接触网。牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，同时以单相方式馈出将电能送至接触网，降低电压是由牵引变压器来实现的，它是牵引变电所的“心脏”；接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路，电力机车升弓后便可通过与之滑动摩擦接触而取得电能，用以牵引列车。在供电方式上我国均采用单边供电方式，主要包括直接供电方式简称TR供电方式，目前有BT、AT和DN供电方式；吸流变压器（BT）供电方式；自耦变压器（AT）供电方式；直供+回流（DN）供电方式。在复线区段还可以提高末端网压，将上下行接触网通过分区亭联接，实现“并联供电”，如果牵引变电所发生故障，相邻变电所还可进行“越区供电”，我国的电气化铁路多数采用可控硅整流器电力机车，这种机车不但结构简单、牵引性能好、运行可靠、维修方便，而且各项经济技术指标较高。目前，国产主型电力机车为SS（韶山）型，SS1、3、4、6、6B、7和7B型均为客货两用型，近年来随着列车提速和高速铁路的发展，研制开发了SS7C、7D、7E、SS8和SS9型客运电力机车，以及DJ型（交—直—交）客运电力机车。此外，我国还先后引进过法（6Y、6G、8K）、日（6K）、德（DJ1）和前苏联（8G）等国的电力机车。
2铁道电气化技术的问题
2.1电分相的问题
随着我国科学技术的发展，我国交通运输行业也快速发展，我国列车速度都得到了大幅度提高，而在电气化铁道中，最常用的是锚段关节式电分相法，这种方法的重点在于锚段关节式，锚段关节式的锚段主要采用的是绝缘锚段，主要包括三跨、四跨和五跨，由于每个关节的锚段长度不一致，所以用来连接两个关节分布的位置也不尽相同，关节式电分相法的跨段较多，主要分为五跨法、六跨法和七跨法等，锚段式电分相与关节式电分相的共同点是两个锚段关节中加一个接触网中性区域，电气化技术要实现绝缘，电气绝缘的条件是在空气中实现，所以列车运行至关节处时，列车乘务员需要将机车主断路器隔断，合电操作并将其他电源关闭，降低受电弓，列车在高速运行时需要反复操作，但这样一来，就会增加乘务员的劳动强度，使他们产生疲劳，一旦产生疏忽或是遗忘，就会造成电路短路或断路，造成供电事故，进而演变成交通安全事故。列车在高速运行中，受电弓的升降也会对接触网的安全运行带来威胁。
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2.2牵引供电系统存在问题
因为变压器和牵引电机设备都是以电子器件为主，这些电子器件都经过非线性调节，电力机车的基波电流会出现一定滞留，滞留后电压会出现一定角度的偏离，这时机车中就会出现大量的谐波，这些谐波的分布是不对称的，并且提供在三相供电系统中，存在较大的随机性和偶然性，无功率也会产生，这些都使得变压器、电力线路和电机的损耗值加大，导致部分导体发热，金属部分随着温度升高损坏，从而损坏电力设备，减少设备的使用时间，并联谐振在串联和并联分布比例较高的部分发生，造成电容器损坏，继电器也会发生误动或者拒动等情况，为了防止此类现象的发生，就需要减少无功功率对电力系统的损失，铁道部门每年都会拨出款项给电力部门，这些款项都属于额外费用。单向连接一般用于牵引变电所中，采用V形连接和Y形连接，采用这几种接线方式会在电力系统中产生负电流，除了产生无功功率之外，还会减少变压器的输出，导致电力设备运行效率降低，使得旋转电机的附属部分发热和发烫，影响设备的正常运行，危害机车的安全运行，当负序电流穿过电力系统时，不仅会占用电力系统的体积容量，还会产生一定的电能损失，当电气化铁道中的负序电流侵入时，会导致继电保护装置发生误动，导致供电线路中断。
3铁道电气化技术问题的对策
3.1电分相问题的解决方案
通过研究法国、日本德国的电气化铁路运行，我们可以知道四跨、五跨绝缘锚段关节都可以满足列车的高速运行，因此要在200m的范围内布置三个绝缘锚段关节，跨距长度为31m，采用四跨绝缘关节，4#，6#支柱采用两根支柱，锚段关节隔断绝缘子采用直径小的有机绝缘子，移至跨中距定位点10m处，将5#支柱处的锚段设计成小锚段，做成硬锚，在电分相区域以外的锚段另一端安装补偿装置，采用三跨绝缘锚段关节方式布置，转化跨长度大于45m以保证受电弓高速取流的稳定，控制转化跨距内接触线的坡度。
3.2牵引供电系统问题解决方案
(1)改善机车的性能，尽量减少谐波，配备用来校正功率因数的装置，在“交-直-交”和“交-直”机车上是机车的输入电流的基波与电压同相位，在牵引变电所采用同相供电系统与对称补偿技术或同相贯通供电技术对机车产生的谐波电流和无功功率就近补偿，也可以采用SVC和APF补偿。SVC是解决电铁负序补偿.并兼顾滤除高次谐波的理想方式。不仅可以改善电气化铁道对电网综合电能质量的影响。提高电气化铁道本身的供电质量，还能获得经济效益。同时为了整体减轻进入电力系统的负序分量，各种接线的牵引变电所应轮换接入电力系统的不同相。还可在电力系统变电站安装承受负序电流的能力大、负序阻抗较低且防震性能良好的特殊的同期调相机。(2)牵引变电所采用220kV高电压大容量的电源对机车供电，提高电网的供电能力，缓解三相电压不平衡即负序电流问题。采用阻抗匹配平衡变压器、斯科特变压器等三相-两相平衡牵引变压器，国内比较常用的是Scott接线、三相V/V接线牵引变压器(AT供电方式)。也可以采用相序轮换技术来实现牵引供电系统公共接入点的三相平衡，虽然可以降低整个系统的不对称系数，但这种技术会增加机车操作的复杂性，增加了安全隐患，给列车运行带来负面影响。
结语
总之，铁道电气化技术问题受很多因素影响，人员需要清楚地了解各项因素，减少各因素对铁道电气化技术的影响，针对出现的问题，需要一一对应解决，不同的问题具有不同的解决方案，人员需要提升自己的技能操作水平，让电气化技术优势显现出来。
参考文献
[1]张睿.铁道电气化技术常见问题及解决对策[J].城市理论研究,2015(13):90-91.
[2]高健.铁道电气化技术常见问题及解决对策[J].建筑技术与设计,2014(28):155.
论文作者:刘海权 饶斌 卢阳
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：铁道论文; 电力机车论文; 技术论文; 关节论文; 机车论文; 变电所论文; 供电系统论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;