電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響

孫禹澤 德湘軼（通訊作者） 沈陽(yáng)工學(xué)院

在科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高的時(shí)代背景下，我國(guó)鐵路事業(yè)得到了快速的發(fā)展并促進(jìn)了電氣化鐵路的迅猛發(fā)展。而不斷增多的牽引負(fù)荷也是整個(gè)電力系統(tǒng)的負(fù)荷隨之不斷的加大，這也對(duì)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行具有直接的影響。因此，進(jìn)一步分析電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，并提出有效的改善策略對(duì)確保電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運(yùn)行具有十分重要的意義。

1 電氣化鐵路基本闡述

電氣化鐵路主要是指能為電力貨車提供運(yùn)行的鐵路，這需要在鐵力的沿線均要設(shè)置能夠?yàn)榱熊囂峁╇娏ΡＵ系南鄳?yīng)電氣化設(shè)備。電氣化鐵路是基于電力機(jī)車的產(chǎn)生而出現(xiàn)的，所以列出本身不自帶能源，需要鐵路沿線的供電系統(tǒng)提供足夠的電能保證列車的正常運(yùn)行。列車所需要的電能是由電力牽引供電系統(tǒng)所提供的，牽引供電系統(tǒng)主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分組成的。變電所通常是設(shè)在鐵道附近，將從發(fā)電廠經(jīng)高壓輸電線送來(lái)的電能送到鐵路上空的接觸網(wǎng)上。接觸網(wǎng)是向電力機(jī)車直接輸送電能的設(shè)備 [1]。

2 淺析電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響

2.1 負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)的危害

負(fù)序電流在列車的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成影響，從而影響列車的正常運(yùn)行產(chǎn)生不對(duì)稱的運(yùn)行現(xiàn)象，這也會(huì)在一定程度上限制發(fā)電機(jī)的出力。在電力系統(tǒng)中，一般都是由負(fù)序分量對(duì)機(jī)電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的控制，而由于繼電保護(hù)裝置受到負(fù)序電流的影響而導(dǎo)致保護(hù)裝置產(chǎn)生錯(cuò)誤工作。如若負(fù)序電流在長(zhǎng)時(shí)間的作用下，輕則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置處于閉鎖的狀態(tài)，中則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置無(wú)法正常運(yùn)行。除此之外，負(fù)序電流也會(huì)對(duì)變壓器造成一定的影響，這回導(dǎo)致電壓器的附加量大大的降低，進(jìn)而導(dǎo)致電能遭到損失 [2]。

2.2 諧波電流對(duì)電力系統(tǒng)的危害

諧波電流對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，一是如若流入電器設(shè)備的諧波電流較大的話。會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生超負(fù)荷的現(xiàn)象，不僅會(huì)出現(xiàn)電氣設(shè)備過(guò)熱的情況，還會(huì)在特定條件的影響導(dǎo)致電器設(shè)備出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。二是諧波電流會(huì)影響計(jì)量設(shè)備和儀表的精準(zhǔn)性，導(dǎo)致計(jì)量設(shè)備和儀表出現(xiàn)控制錯(cuò)誤和產(chǎn)生誤差的情況。三是諧波電流會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生影響，一旦出現(xiàn)諧振的現(xiàn)象會(huì)造成變壓器的嚴(yán)重?fù)p壞[3]。

3 改善電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)不良影響相應(yīng)措施探究

3.1 降低負(fù)序電流

想要切實(shí)的降低和限制負(fù)序電流，首先要對(duì)線路上的運(yùn)行列車進(jìn)行科學(xué)合理的安排，從而保障分布在電氣化鐵路沿線的負(fù)載能夠具有最大的均衡程度。其次是要注意變壓器的使用，一定要選擇專用的且具有高對(duì)稱效應(yīng)的變壓器，這樣才能有效的保障變電所的負(fù)載達(dá)到均衡的狀態(tài)。最后是要科學(xué)合理的安排牽引站的供電電源，不僅要切實(shí)的保障每一個(gè)供電電源都有主供電電源，還要保證每一供電電源都具有相應(yīng)的備用電源，從而有效的避免牽引站出現(xiàn)負(fù)序電流過(guò)于集中的情況。

3.2 抑制諧波電流

抑制負(fù)諧波電流的主要措施有四種，一是通過(guò)變流器的多脈沖化有效的減少諧波的次數(shù)和諧波含量，從而有效的減少流入系統(tǒng)的諧波電流。二是借助相應(yīng)的整流變壓器通過(guò)繞組移項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高次諧波的有效抑制。三是切實(shí)的將鐵路生活用電和電氣化鐵路供電進(jìn)行分離，將電氣化鐵路的牽引變?yōu)閷＞€用電。四是將相應(yīng)的有源濾波器安裝在電力機(jī)車上，通過(guò)電氣化鐵路對(duì)兩個(gè)供電臂中有功電流的調(diào)節(jié)為兩個(gè)供電臂負(fù)載達(dá)到平衡提供基礎(chǔ)保障。

3.3 設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置

由于現(xiàn)階段電氣化鐵路牽引變電站中，在沒(méi)有機(jī)車通過(guò)的時(shí)變電站會(huì)向相應(yīng)電網(wǎng)發(fā)送無(wú)功?；诖?，電氣化鐵路牽引變電站中的無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)該充分考慮牽引變電站的實(shí)際情況，并將無(wú)功補(bǔ)償和諧波電流等因素進(jìn)行結(jié)合實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?。這能夠進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性取得有效的保障。

4 結(jié)論

只有保障電力系統(tǒng)能夠安全平穩(wěn)的運(yùn)行，才能夠進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電氣化鐵路的發(fā)展。通過(guò)對(duì)電氣化鐵路的進(jìn)一步闡述，以及對(duì)電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響展開(kāi)的分析得知，只有設(shè)置相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置，并有效的降低和抑制負(fù)序電流與諧波電流。才能夠進(jìn)一步改善電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生不良影響，從而積極促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)和電氣化鐵路共同實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)展。

[1]姚彥東.電氣化鐵路供電系統(tǒng)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2017(04):189-190.

[2]朱二中.電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響與對(duì)策[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(21):182+179.

[3]李雪峰.電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)影響的分析研究[J].通信電源技術(shù),2015,32(04):215-216+240.