电气化铁路对电网影响分析.pdfVIP

跨世纪 2008年 9月 第 16卷第 9期 CrossCentury，September2008，Vo116，No．9 ·233 · 电气化铁路对 电网影响分析 董晓晶 冯迎春 (宁夏电力设计院，宁夏，银川，750001) 【摘要】 铁路电气化的发展在带来巨大经济和社会效益的同时，也对电网产生了严重影响。本文探讨了电气化铁路负荷 在用电过程中产生的谐波和负序对电网的影响，并提出相应的治理措施以减轻电气化铁路运行对 电网的不 良影响。 【关键词】 电气化铁路；电网；谐波；负序 【中图分类号】 F407．6 【文献标识码】 B 【文章编号】 1oo．5—1074(2008)09—0233—0l 1 电气化铁路对电网的主要影响 有率相对较低 ，故因谐波发生启动或跳 闸的频率比直供牵引变的 电气化铁路牵引负荷是移动、幅值变化大而又频繁的特殊负 1lOkV电网保护少得多。应指 出，在谐波与负序影响下发电机负 荷，它是一个典型的 日波动负荷 ，具有短时冲击负荷 、不平衡负荷 序保护动作切机 ，以及电容器过流保护跳开电容器 ，不应视为误 特性，同时含有丰富的谐波 ，是一个谐波电流源。电气化铁路对 动 ，而是正确动作，因为保护不动作 ，发电机电容器有可能损坏。 电网的影响主要是负序和谐波电流两项影响的综合。 至于线路、变压器、母差保护与 自动装置在谐波影响下动作或拒 1．1 对发电机的影响 ①汽轮发电机转子为敏感部位，因为汽 动，则属于不正确动作 。 轮发电机转子的谐波和负序温升比定子大 ，存在局部的突出高温 1．5 对电能计量的影响 对 电气化铁路而言 ，基波功率为其有 部位 ，国内曾发生过向电气化铁路供电的汽轮发 电机转子部件嵌 效功率，谐波功率为其 向电网注入的有害功率——谐波网损。目 装面过热受损的事故。并且当负序电流流过发电机时，产生负序 前常用的电能计量表计为 ：感应式电能表 、电子式电能表。感应 旋转磁场 ，产生负序 同步转矩，使发电机产生附加振动。谐波也 式电能表的频率范围狭窄 ，所计量的电能值是基波 电能与各次谐 会引起 电机的振动并发出噪声 ，长时间的振动会引起金属疲劳和 波电能的 “部分”矢量之和。电子式电能表在 IkHz以内频响特性 机械损坏。②对邻近牵引变电所而远离(指电气距离)电源的异 较好 ，所计量的电能值是基波电能与各次谐波 (1kHz以内)电能 步电动机 ，其定子绕组为敏感部位。同时还将在 电动机中产生一 的矢量之和。电网中常用的计量方式为：电能表准确反映实际电 反向旋转磁场 ，此反向磁场对电动机转子起制动作用 ，影响其出 能，即基波与谐波的综合电能。 力。在谐波和负序电流的共同影响下，同内曾发生多起定子绕组 2 减轻电气化铁路对电网不 良影响的措施 过热烧毁事故。 2．1 负序的治理措施 ①牵引变电站高压侧接人系统采用换相 1．2 对电力变压器的影响 谐波电流在变乐器绕组要产生附加 连接。②合理安排列车方式，使单相负载均衡分配在电气化铁路 损耗 ，该损耗相当大，除此之外还能引起外壳 、外层硅钢片和某些 沿线。③采用同相供电系统与对称补偿技术。④合理安排牵引 紧固件发热，并可能局部过热，加速变压器的老化，影响其使用寿 站供电电源 ：使每一个保证有可靠的主供 电源和备用电源，不至 命。负序电流造成 电网三相电流不对称 ，造成变压器的额定出力 使牵引站产生的负序 电流过于集 中，要由多个电源分担 ，特别要 不足，即变压器容量利用率下降 。 注意离牵引站的电气距离，容量小的发电机组不能接受较多的负 1．3 对输电线路 的影响 谐波使网损增大，在发生系统谐振或 序电流 ，更不能单独作牵引电源 。⑤改进电网：可在发电厂或枢 谐波放大的情况下 ，谐波网损可达到相当大的程度。负序电流