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電氣化鐵路牽引機車對濮陽電網安全的影響和對策論文
摘要：通過模擬計算電氣化鐵路牽引機車對濮陽電網造成的電壓畸變、負序分量、電流諧波，指出應從源頭治理電網諧波，希望引起有關部門的注意。
關鍵詞：電氣化鐵路濮陽電網牽引變電站負序分量負序電流
0引言
在電氣化鐵路上行駛的電力機車是單相的非線性負荷，由于功率大，分布廣，而且三相不對稱，在其運行過程中必然會有較大的負序電流和高次諧波注入電網，從而使電能質量受到影響。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營以后,單相牽引整流沖擊負荷將會破壞濮陽地區(qū)電力系統(tǒng)對稱運行的狀態(tài)。
本文探討電鐵負荷在用電過程中產生諧波及負序對電網的影響，提出相應的治理措施，減少電鐵對電網的影響，降低電鐵產生的危害
1 濮陽供電區(qū)特點
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，同時通過湯陰變～濮陽變、鶴壁電廠～岳村變、濮陽變～滑縣變三回220kV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送至電力機車的整個系統(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、電力機車、軌回流線、地回流線。
牽引變電所對接觸網的供電有兩種方式：單邊供電和雙邊供電。接觸網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供電臂的接觸網分為兩個供電分區(qū)。如果在中央斷開處裝設開關設備，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接觸網供電分區(qū)可同時從兩變電所獲得電能。
3牽引電流的性質及危害
牽引電流是波動的，在振幅、相角、諧波含量上等方面將由機車設備的型號、數量、分布及其運行狀態(tài)，如正常行運、加速度、滑轉與制動所決定；還受供電電路參數所影響，與有剩磁通的變壓器突然連接，必然會出現較大的勵磁涌流。此外機車進站停車也需要按照信號改變速度，機車電流往往在幾秒鐘或更短期間內從零變化到滿負載，或從滿負載到零。 經過模擬計算分析，受牽引站投運影響最顯著的，就是提供電源的220kV變電站以及并網運行的發(fā)電機組。經計算濮西牽、范縣牽2座牽引站接入電網運行時，它們分別向供電站220kV母線(公共連接點)上注入的諧波電流都超過國家標準規(guī)定的允許值，并導致了220kV母線電壓總畸變率也超過國家標準規(guī)定的允許值(2.0%)。
電鐵牽引站的投入，使各個發(fā)電廠機組入口處承受負序電流。對大容量發(fā)電機組的影響較小，如龐王電廠1號機，其I2／IN值僅為0.007，對小容量發(fā)電機組的影響較大，如濮陽熱電廠2號機，它的I2／IN值達到0.059。
綜合背景負序和電鐵牽引站投運而引起的負序電流分量，各個機組入口處的負序電流值均低于國家標準規(guī)定的允許值。但是，隨著電鐵運輸量的不斷增大，電鐵牽引站引起的負序電流分量仍可能會相應增大。因此，為保證發(fā)電機組的安全運行，必須在發(fā)電機組的入口處加強對負序電流的監(jiān)測和保護。
4 結論
�。�1）由于電氣化鐵路牽引機車產生的三相不平衡諧波，除了會引起發(fā)電機、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，會干擾繼電保護和自動重合閘的正常動作。
�。�2）鐵道部門在設計、生產、運營各部門充分考慮電力牽引負荷的特殊性，在電力機車上和牽引站內對高次諧波采取消化措施，從源頭上減少諧波對電網的影響。電氣化鐵路在三相電壓不平衡和諧波方面對電力系統(tǒng)的影響較大，因此在電氣化鐵路的規(guī)劃和建設階段，可在多個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)。鐵路調度盡力使電力機車均勻運行，以有效利用換相措施抑制負序電流的增加，
參考文獻：
[1]賀家李、宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].中國電力出版社.（1994）.
[2]林海雪、孫樹勤．電力網中的諧波[M]．北京：中國電力出版社.1998．
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