1、电气化铁路牵引机车对濮阳电网安全的影响和对策作者：刘同和 冯景稳 赵少锋 摘要：通过模拟计算电气化铁路牵引机车对濮阳电网造成的电压畸变、负序分量、电流谐波，指出应从源头治理电网谐波，希望引起有关部门的注意。 关键词： 电气化铁路 濮阳电网 牵引变电站 负序分量 负序电流 0 引言 在电气化铁路上行驶的电力机车是单相的非线性负荷，由于功率大，分布广，而且三相不对称，在其运行过程中必然会有较大的负序电流和高次谐波注入电网，从而使电能质量受到影响。山西中南部（山西长治到山东日照）电气化铁路濮阳段建成和运营以后,单相牵引整流冲击负荷将会破坏濮阳地区电力系统对称运行的状态。 本文探讨电铁负荷在用电过程中
2、产生谐波及负序对电网的影响，提出相应的治理措施，减少电铁对电网的影响，降低电铁产生的危害 1 濮阳供电区特点 濮阳供电区已形成以仓颉 500kV 变和国电濮热庞王电厂为主要电源支撑的 220kV 电网，同时通过汤阴变濮阳变、鹤壁电厂岳村变、濮阳变滑县变三回 220kV 线路同安阳供电区、鹤壁供电区相联。 山西中南部泰电气化铁路)在濮阳地区设有 2 座 220 kV 牵引变电站，即濮西牵引站、范县牵引站。濮西牵引站的电源由濮阳和茂元两座 220 kV 变电站分别单回馈供，范县牵引站的电源由岳村和仲由两座220 kV 变电站分别单回馈供。每座牵引站采用 4 台单相容量为 31.5MV 的单相变压器
3、，分别组合成两组 V/v 接线牵引变压器。 2 牵引供电系统的组成 电气化铁路从地方引入 220kv 电源，通过牵引变电所降压至27.5kV 送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。牵引供电系统由以下几部分组成：地方变电站、220Kv(110Kv)输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。 牵引变电所对接触网的供电有两种方式：单边供电和双边供电。接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。如果在中央断开处装设开关设备，可将两供电分区连通，此处称为分区亭。将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区
4、可同时从两变电所获得电能。 3 牵引电流的性质及危害 牵引电流是波动的，在振幅、相角、谐波含量上等方面将由机车设备的型号、数量、分布及其运行状态，如正常行运、加速度、滑转与制动所决定；还受供电电路参数所影响，与有剩磁通的变压器突然连接，必然会出现较大的励磁涌流。此外机车进站停车也需要按照信号改变速度，机车电流往往在几秒钟或更短期间内从零变化到满负载，或从满负载到零。 经过模拟计算分析，受牵引站投运影响最显著的，就是提供电源的 220 kV 变电站以及并网运行的发电机组。经计算濮西牵、范县牵 2 座牵引站接入电网运行时，它们分别向供电站 220 kV 母线(公共连接点)上注入的谐波电流都超过国家
5、标准规定的允许值，并导致了 220 kV 母线电压总畸变率也超过国家标准规定的允许值(2.0%)。 电铁牵引站的投入，使各个发电厂机组入口处承受负序电流。对大容量发电机组的影响较小，如庞王电厂 1 号机，其 I2IN 值仅为0.007，对小容量发电机组的影响较大，如濮阳热电厂 2 号机，它的I2IN 值达到 0.059。 综合背景负序和电铁牵引站投运而引起的负序电流分量，各个机组入口处的负序电流值均低于国家标准规定的允许值。但是，随着电铁运输量的不断增大，电铁牵引站引起的负序电流分量仍可能会相应增大。因此，为保证发电机组的安全运行，必须在发电机组的入口处加强对负序电流的监测和保护。 4 结论
6、（1）由于电气化铁路牵引机车产生的三相不平衡谐波，除了会引起发电机、供电变压器局部过热，增加附加损耗，还可引起高压电缆浸渍绝缘的局部放电，以及介损和温升的增大，会干扰继电保护和自动重合闸的正常动作。 （2）铁道部门在设计、生产、运营各部门充分考虑电力牵引负荷的特殊性，在电力机车上和牵引站内对高次谐波采取消化措施，从源头上减少谐波对电网的影响。电气化铁路在三相电压不平衡和谐波方面对电力系统的影响较大，因此在电气化铁路的规划和建设阶段，可在多个牵引变电站采用换相的方式将电气化铁路接入电力系统。铁路调度尽力使电力机车均匀运行，以有效利用换相措施抑制负序电流的增加， 参考文献： 1贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理M.中国电力出版社.（1994）. 2林海雪、孙树勤电力网中的谐波M北京：中国电力出版社.1998
