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電氣化鐵路牽引機(jī)車對(duì)濮陽電網(wǎng)安全的影響和對(duì)策論文
摘要：通過模擬計(jì)算電氣化鐵路牽引機(jī)車對(duì)濮陽電網(wǎng)造成的電壓畸變、負(fù)序分量、電流諧波，指出應(yīng)從源頭治理電網(wǎng)諧波，希望引起有關(guān)部門的注意。
關(guān)鍵詞：電氣化鐵路濮陽電網(wǎng)牽引變電站負(fù)序分量負(fù)序電流
0引言
在電氣化鐵路上行駛的電力機(jī)車是單相的非線性負(fù)荷，由于功率大，分布廣，而且三相不對(duì)稱，在其運(yùn)行過程中必然會(huì)有較大的負(fù)序電流和高次諧波注入電網(wǎng)，從而使電能質(zhì)量受到影響。山西中南部（山西長治到山東日照）電氣化鐵路濮陽段建成和運(yùn)營以后,單相牽引整流沖擊負(fù)荷將會(huì)破壞濮陽地區(qū)電力系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行的狀態(tài)。
本文探討電鐵負(fù)荷在用電過程中產(chǎn)生諧波及負(fù)序?qū)﹄娋W(wǎng)的影響，提出相應(yīng)的治理措施，減少電鐵對(duì)電網(wǎng)的影響，降低電鐵產(chǎn)生的危害
1 濮陽供電區(qū)特點(diǎn)
濮陽供電區(qū)已形成以倉頡500kV變和國電濮熱龐王電廠為主要電源支撐的220kV電網(wǎng)，同時(shí)通過湯陰變～濮陽變、鶴壁電廠～岳村變、濮陽變～滑縣變?nèi)?20kV線路同安陽供電區(qū)、鶴壁供電區(qū)相聯(lián)。
山西中南部泰電氣化鐵路)在濮陽地區(qū)設(shè)有2座220kV牽引變電站，即濮西牽引站、范縣牽引站。濮西牽引站的電源由濮陽和茂元兩座220kV變電站分別單回饋供，范縣牽引站的電源由岳村和仲由兩座220kV變電站分別單回饋供。每座牽引站采用4臺(tái)單相容量為31.5MV的單相變壓器，分別組合成兩組V/v接線牽引變壓器。
2牽引供電系統(tǒng)的組成
電氣化鐵路從地方引入220kv電源，通過牽引變電所降壓至27.5kV送至電力機(jī)車的整個(gè)系統(tǒng)叫牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)由以下幾部分組成：地方變電站、220Kv(110Kv)輸電線、牽引變電所、27.5kv饋電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、軌回流線、地回流線。
牽引變電所對(duì)接觸網(wǎng)的供電有兩種方式：?jiǎn)芜吂╇姾碗p邊供電。接觸網(wǎng)通常在相鄰兩牽引變電所的中央斷開，將兩牽引變電所間兩個(gè)供電臂的接觸網(wǎng)分為兩個(gè)供電分區(qū)。如果在中央斷開處裝設(shè)開關(guān)設(shè)備，可將兩供電分區(qū)連通，此處稱為分區(qū)亭。將分區(qū)亭的斷路器閉合，則相鄰牽引變電所間的兩個(gè)接觸網(wǎng)供電分區(qū)可同時(shí)從兩變電所獲得電能。
3牽引電流的性質(zhì)及危害
牽引電流是波動(dòng)的，在振幅、相角、諧波含量上等方面將由機(jī)車設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量、分布及其運(yùn)行狀態(tài)，如正常行運(yùn)、加速度、滑轉(zhuǎn)與制動(dòng)所決定；還受供電電路參數(shù)所影響，與有剩磁通的變壓器突然連接，必然會(huì)出現(xiàn)較大的勵(lì)磁涌流。此外機(jī)車進(jìn)站停車也需要按照信號(hào)改變速度，機(jī)車電流往往在幾秒鐘或更短期間內(nèi)從零變化到滿負(fù)載，或從滿負(fù)載到零。 經(jīng)過模擬計(jì)算分析，受牽引站投運(yùn)影響最顯著的，就是提供電源的220kV變電站以及并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組。經(jīng)計(jì)算濮西牽、范縣牽2座牽引站接入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，它們分別向供電站220kV母線(公共連接點(diǎn))上注入的諧波電流都超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值，并導(dǎo)致了220kV母線電壓總畸變率也超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值(2.0%)。
電鐵牽引站的投入，使各個(gè)發(fā)電廠機(jī)組入口處承受負(fù)序電流。對(duì)大容量發(fā)電機(jī)組的影響較小，如龐王電廠1號(hào)機(jī)，其I2／IN值僅為0.007，對(duì)小容量發(fā)電機(jī)組的影響較大，如濮陽熱電廠2號(hào)機(jī)，它的I2／IN值達(dá)到0.059。
綜合背景負(fù)序和電鐵牽引站投運(yùn)而引起的負(fù)序電流分量，各個(gè)機(jī)組入口處的負(fù)序電流值均低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值。但是，隨著電鐵運(yùn)輸量的不斷增大，電鐵牽引站引起的負(fù)序電流分量仍可能會(huì)相應(yīng)增大。因此，為保證發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，必須在發(fā)電機(jī)組的入口處加強(qiáng)對(duì)負(fù)序電流的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。
4 結(jié)論
（1）由于電氣化鐵路牽引機(jī)車產(chǎn)生的三相不平衡諧波，除了會(huì)引起發(fā)電機(jī)、供電變壓器局部過熱，增加附加損耗，還可引起高壓電纜浸漬絕緣的局部放電，以及介損和溫升的增大，會(huì)干擾繼電保護(hù)和自動(dòng)重合閘的正常動(dòng)作。
（2）鐵道部門在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)營各部門充分考慮電力牽引負(fù)荷的特殊性，在電力機(jī)車上和牽引站內(nèi)對(duì)高次諧波采取消化措施，從源頭上減少諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。電氣化鐵路在三相電壓不平衡和諧波方面對(duì)電力系統(tǒng)的影響較大，因此在電氣化鐵路的規(guī)劃和建設(shè)階段，可在多個(gè)牽引變電站采用換相的方式將電氣化鐵路接入電力系統(tǒng)。鐵路調(diào)度盡力使電力機(jī)車均勻運(yùn)行，以有效利用換相措施抑制負(fù)序電流的增加，
參考文獻(xiàn)：
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[2]林海雪、孫樹勤．電力網(wǎng)中的諧波[M]．北京：中國電力出版社.1998．
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