牵引负荷对电力系统的影响与对策.ppt

§6-5 功率因数 一、电力牵引负荷的功率因数 电力牵引负荷的功率因数比较低，是因为我国的电气化铁道采用的电力机车多数是整流型电力机车。其交流侧电流波形畸变以及整流换相过程中重叠导通角的影响使功率因数一般为0.80~0.85左右。 由于牵引网阻抗的影响，牵引变电所牵引变压器低压侧的功率因数要降低0.01~0.05，为0.80~0.84，通常取0.80~0.82。 由于牵引变压器阻抗的影响，其高压侧的功率因数还要降低0.05，只有0.75~0.79，平均值取0.77~0.78. 二、功率因数低的不良影响 电力牵引负荷的功率因数低，不但使牵引变压器等牵引供电系统设备的能力不能充分利用，而且对电力系统产生下列不良影响： 1.降低发电机组的输出能力和输变电设备的供电能力，使电气设备的效率降低，发电和输变电的成本提高。 2.增加输电网络中的电能损失 3.增加输电网络中的电压损失，引起电力用户的供电电压不足 三、功率因数标准与考核 按电业部门要求，电气化铁道牵引负荷在牵引变电所牵引变压器高压侧的月平均功率因数应达0.90以上。高者获奖，低者受罚，即以功率因数为0.9为标准值进行考核。 四、提高牵引负荷功率因数的措施 1.提高用电自然功率因数。如提高电力机车的功率因数；改善牵引网的阻抗特性，包括减小牵引网单位阻抗值和阻抗角，限值供电臂长度等；合理选择牵引变压器容量，提高其容量利用率。 2.在牵引变电所牵引侧装设并联电容补偿装置。 §6-6 并联电容补偿 三、减少负序影响的措施 1.牵引供电系统可采取的措施 1）相邻牵引变电所的牵引变压器一次侧换接相序，合理安排接触网分段及其相序； 2）牵引变电所采用电流不对称度为的 平衡牵引变压器 2.电力系统可采取的措施 1）在发电厂或枢纽变电所安装特殊订货的同步调相机。 这种同步调相机，允许承受负序电流的能力较大，负序阻抗较小，吸收负序电流时不存在相位选择问题，而且有良好的防震性能；并且可以吸收部分高次谐波，而不会引起共振。 特点：基建投资较大，占地较多，一般不到不得已不采用。 2）临时性的过渡措施 若负序电流的增大是临时性的和过渡性的，则电力系统可采取一些临时性的运行方式。如将某些输电线路、变压器、电抗器投入或退出，以此雷改变系统中负序电流的分配，达到减少负序电流流入那些承受负序影响的能力较弱和承受负序影响过重的设备的目的。 §6-3牵引变电所换接相序 牵引变电所换接相序是指各相邻牵引变电所的一次侧各端子轮换接入电力系统中的不同的相。 牵引变电所换接相序的基本要求： 1.对称：把各牵引变电所的单相牵引负荷轮换接入电力系统中的不同的相，使电力系统三相电流大致对称。 2.三相YN，d11联结、单相和三相V，v联结的两个相邻牵引变电所之间，两供电臂一般设计成同相，以便必要时可实现接触网的越区供电或两边供电，并减少接触网的分相绝缘器数量；牵引变电所直接相连的两供电臂为不同相。 一、概述 3.单相联结的两个相邻牵引变电所之间，两供电臂为不同相；牵引变电所直接相连的两供电臂为同相。相邻的不同相的两供电臂接触网的分相绝缘器两端的电压相位差为600，电压相量差等于牵引网电压，避免出现1.732倍的牵引网电压值。 牵引变电所换接相序，除了上述基本要求之外，还应考虑下列原则： 1.相邻电气化铁路汇合处（一般只枢纽地区），如果不设牵引变电所，则考虑各供电臂为同相。 2.三相YN，d11联结的牵引变电所换接相序，应考虑将重负荷供电臂（特别是牵引网电压损失严重的供电臂）作为超前相。通常安排轻、重负荷供电臂交替出现。 3.对于由同一电力系统单边供电的电气化区段，牵引变电所采用依次换接相序方式。其特点是：在每六个牵引变电所所构成的一个完整换向循环中，前三个和后三个采取依次联结方式，即第一个第四、第二和第五个、第三和第六个牵引变电所的相序分别相同，但相序符号相反。 4.对于由同一电力系统双边供电的电气化区段，最好采用对称换接相序方式。其特点是：在每六个牵引变电所所构成的一个完整换向循环中，前三个和后三个采取对称联结方式，即第一个第六、第二和第五个、第三和第四个牵引变电所的相序分别相同。 二、牵引变压器的端子标志、连接组以及供电臂相序与电力系统相序的关系 §6-4 谐波电流 一、谐波电流的产生及谐波的几个特性参数 1.频谱 一个非正弦周期函数分解成傅里叶级数，以谐波次数为横坐标，各次谐波的幅值为纵坐标，称为该函数的幅值频谱。若以各次谐波的初相角为纵坐标，则称为相位频谱。 2.谐波电流次数 3.谐波电流幅值和谐波电流含有率 机车电流波形介于矩形波和三角波之间，谐波电流幅值为： 谐波电流幅值 基波电流幅值 对于不可控整流型电