电气化铁路牵引负荷负序源模型研究

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牵引供电系统负序电流

牵引供电系统负序电流研究负序电流意义：近20多年来，电力牵引由于具有马力大、速度快、能耗低、效率高、环保等特点，在使用电力牵引的区段内，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，电力牵引机车在机车性能、工作条件等方面较内燃机车更好，是我国铁路牵引动力今后的发展方向。

因此电气化铁路在我国得到了快速的发展，电力牵引负荷总功率及其在整个铁道运力中所占比重也随之得到迅速增加。

但由于电力机车负荷是大功率的不对称负荷，具有复杂多变的运行状态且运行状态随机性很大。

投入运行会产生大量的负序电流，通过牵引变电站注入电力系统，会给系统带来严重的负序危害，影响电网电能质量。

对电力系统的稳定、安全、经济运行构成了一定威胁。

随着电气化铁路牵引负荷的迅速增长，研究其负序特性进而抑制其负序危害已越来越引起人们的重视。

负序电流对电力系统的影响：电气化铁路牵引负荷是电力系统的主要不平衡负荷，并且具有非线性、大功率、分布广、大波动性的特点，在电力系统中产生大量的负序分量，影响系统及设备的安全稳定与经济运行。

正常运行的电力系统是三相对称的，表现为电源电势、网络结构和网络元件参数、负荷均三相对称，以及各运行参数三相对称。

无论电源、网络、负荷任一部分的三相对称性遭到破坏，系统的对称运行状态即受破坏，就会出现电压或电流的不对称。

由对称分量法可以将三相不对称电流分解为正序电流、负序电流和零序电流。

负序电流对电力系统元件具有巨大的影响和危害，主要表现在:1、负序电流对发电机的影响。

负序电流对发电机影响最大的是转子的附加损耗与发热，其次就是附加振动。

转子的附加损耗与发热方面，负序电流在定、转子气隙中建立一个以同步转速旋转、方向与转子转向相反的旋转磁场，它同步转速切割转子，在转子表面各部件（如大齿、小齿、槽楔、护环等）上感应2倍工频电流。

由于转子结构不对称，2倍工频电流在转子上分布不均匀，一般大齿的导磁性能较好，故大齿上感应的电流较大，小齿和槽楔上的电流相对要小些，而且在集肤效应和大齿上横向槽作用下，造成在转子表面和大齿横向槽两侧的电流密度较大，容易出现局部温度升高和过热。

电气化铁道牵引负荷的无功和负序分析

曩！！
暖壤日Ｉ露１
一一＿＿＿＿
作，是解决目前电能质量问题的先决条件。也
本文以某典型电气化铁路牵引变电所为例，
对其电能质量状况进行２４ｈ连续监测，用设所
占６５
６４６３６２６１６０
备为莱姆ＰＴ１０ＱＰ００电能质量分析仪，过对通
对值作为衡量依据。
为６７．０７３４Ｖ。供电电压正、负偏差的绝对值之维普资讯
６８
供用电
２０年第６０６期
ｌ８ｌ６
且在８２～９５：４：０之间约８ｎ的时间段内，６ｍｉ功率因数很低只有０１左右。通过计算可得该牵引．
中图分类号：ＴＭ１７４文献标识码：Ｂ文章编号：０６６５（０６０ — ０２ —０１０ — ３７２０）６０８３
随着我国社会和经济的不断发展，气化铁电路的总长已超过２万ｋｍ。电铁牵引负荷是一种
电压偏差（）一
１００
×
典型的非线性负荷，的运行会给当地电网带来它
严重的电能质量问题ｕ，中无功和负序分量是其Ｊ
从某日ｌ：２至次日１：４测量时间段内，１２１２在电铁牵引变电所ｌ０ｋ１Ｖ侧测量得到的Ａ相电压随时间变化如图ｌ示。所

07-牵引变电所负序电流及其影响计算

1 2
显然，只有当 i1 i2

2 1 90
0
1 2
2
( ) 0 。两者同时成立时，才有 i 对于随机波动性较大的牵引负荷，i1 i2 成立的几
率几乎不存在。换言之，只要有牵引负荷存在，就几
乎总有剩余负序电流注入电力系统。
若认为两臂负荷的功率因数角相等，即 1 2 ，
，为 ip 、 U p 1,2, n 。可见，牵引变电所是联结 p
两侧系统的变换单元。假设电力系统足够强大，能够提供三相对称的电压源。
为基准相量，则有若取 U A

U A
U B
U C
1
T
0
a
2
a U A

T
1 3 。 j120 其中，为算子， ae j a 2 2
长期运行情况
I 相 max I e 时， I ( ) / I e 0.08
短时运行情况
I I e
()
t 30(秒)
2
对于负序电压：
在110kV侧，U ( ) / U e 0.05
2 负序电压对电动机的危害
负序电压在电动机中将产生负序电流。而异
步电动机的正序阻抗很大，负序阻抗很小，故很
可记为其中
F A F ABC A012
F ABC FA
F A 012 FA 0

F B
F A1
F C

T

F A2

T
因为B、C相的序分量可由A相分量来表示，所以
在通常的分析计算中所提及的零、正和负序分量，都
是指A相相应的分量，因此简记

电气化铁路负序无功补偿器类型和容量的计算

电气化铁路负序无功补偿器类型及容量的计算摘要：提出了用阻抗平衡法补偿电气化铁路负序电流和无功功率的原理，同时也提出了确定补偿器类型及容量的系统方法，用此方法计算出了用TCR并联电容法和变耦电抗法来实现了补偿时的电感和电容容量，从而可知TCR并联电容器法用于电气化铁路负序和无功补偿经济合理且易于实现。

关键词：电气化铁路；负序无功补偿；序阻抗矩阵；变耦式可控电抗；TCR可控电抗0 引言电气化铁路牵引负荷为大容量单相整流负荷，运行时会产生较大的谐波分量和负序分量，而且消耗无功也非常大。

对于谐波问题国内外已有许多解决办法，如有源和无源滤波器等等。

但是对于负序问题的研究在国内还较少，而大量负序分量的出现威胁电力系统的安全运行，负序电流侵入发电机会在发电机转子中产生一系列高次谐波，严重时会使转子铁心过热烧红，绕组端部受到损坏。

在交流电动机中会产生制动转矩和附加损耗，还会引起继电保护装置的误动，所以电气牵引负序电流是电网的一大公害。

为了抑制电气化铁路的负序电流，铁路部门采用牵引变压器轮流换相的办法，但由于牵引负荷具有较大的随机性，这种办法并不能使三相负荷得到理想的平衡。

当前普遍采用真空断路器来投切LC无源滤波器，但只能进行无功和高次谐波补偿，负序电流仍然得不到抑制；同时铁路电气牵引负荷波动大而且频繁，真空断路器不能快速频繁投切，导致补偿效果差，常伴有不对称无功倒送系统现象。

国内虽有负序补偿的研究和应用，但在现有LC滤波器的基础上怎样确定负序无功补偿器的型式和容量，关系到问题的解决及装置的技术经济性能，值得深入探讨。

本文在分析牵引变压器负载侧三相电流和无功分量的基础上，用一组快速可调的非对称阻抗构成负序电流和无功功率补偿器与原来的LC滤波器并接于牵引变压器低压侧。

当电气牵引负荷增加时，它可以吸收负序电流和发出无功电流，当电气牵引负荷降低时，它可以吸收不对称的无功电流，从而保证牵引变压器负荷侧电流为纯有功的对称电流。

电气化铁路负荷特性分析和计量方案分析

有功功率相等，当将非线性负载的影响消除后，通常也没有将对电网有害的谐波进行计算最后就是各次谐波叠加的计量方式。各次谐波叠加计量方式中当基波的有功功率加上各次输出谐波有功功率后就等于总有功功率。不仅将供电网电压中所造成损耗的谐波排除后，也计算了对电网有害的谐波有功功率，具备着较高的科学性、合理性和准确性。
气化铁路的准确性。
【关键词】电气化铁路；负荷特性；计量方案
随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。１电气化铁路的影响以及负荷特点（１）电气化铁路对电网波形的影响。在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生～定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。（２）电气化铁路符合的特点。在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。．在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。电力机车有着较大的功率和速度，并且负载状况也会发生频繁的状况，电力机车不仅会产生大量的电力谐波，且具备着不断变化的特点，也会对公用电网产生波动的现象，从而对电力系统产生严重的影响。总而言之，电气化铁路用电负荷的特点主要包括：较大的容量和负序电流、较高的谐波含量：并且三相和电压会出现严重的不平衡现象，并且电流波形畸变等。用电负荷在具备着这些特点后，通常会对公用电网运行产生严重的影响，对电网的安全性和可靠性都产生影响。电气化铁路用电负荷不仅会对电力系统的电能质量和安全运行都会产生严重的影响，也会对电气化铁路牵引站的可靠性供电产生影响。而在危害电气化铁路因素中，主要就是电力谐波。２电力谐波计量方案目前在谐波电能计量方式中主要分为两种，其一是感应式电能表，其二是电子式电能表。首先是感应式电能表，在谐波电能计量方式中，由于感应式电能表在工作时，有着较小的工作频率范围。在工频范围是４５Ｈｚ一６５Ｈｚ之间，它的铁芯才会对基波功率和电能进行测量。当输入信号的频率在发生变化后，使电流、电压磁通也会发生变化，而且电压和电流的夹角也会发生变化，从而引起驱动、抑制和补偿等力矩发生变化，造成计量出现误差的现象。当输入信号的频率不断增高时，误差向负方向也会增大，而计量只能得到较少的电量。在感应式电能表工作频率范围小于高次谐波的频率，从而感应式电能表不能在谐波电流中使用。．在电子式电能表对谐波电流进行计量时，由于数字化技术的快

基于牵引供电系统负序电流影响及对策浅谈

基于牵引供电系统负序电流影响及对策浅谈一、研究背景现在是一个经济时代，运输的需求量越来越大，从而导致铁路需要提高它的速度，并且载重越多越好，才能满足当今的需求。

由于电力机车是在一相进行运行、大功率非线性整流负荷，在其正常运行的时候会导致牵引供电系统的不对称，从而导致较大的负序电流。

倘若我们不加以防范措施，其产生的负序影响将不能使铁路正常的运行，从而不能跟上经济发展的脚步，所以这是一个迫在眉睫的问题。

在已经运行的诸多实例中不难发现：负序电流已经导致了大面积停电以及继电保护设备发生误动作等事故，已经严重威胁到了系统的安全运行，造成了巨大的经济损失以及严重的社会影响。

所以减小负序电流从而降低影响对电气化铁路来说是十分必要的。

本文主要介绍了负序电流的影响，并提出针对性改进措施，从而降低其影响。

二、负序电流产生的影响1、对电动机的影响。

当负序电流进入异步电动机时，将会形成一个反向的电磁转矩。

负序电压严重阻碍了异其的正常工作，一个很小的负序电压如果加在上面，便会产生一个很大的负序电流和反向的转矩，那么异步电动机将不能正常的运行，对其安全运行造成了很大的影响，从这个方面来看，负序电流对异步电动机的影响也是致命的。

2、对继电保护装置的影响。

负序电流的产生将会干扰继电保护和自动装置启动元件, 使它们不能正常的动作，而且还会导致误动作。

其中距离保护的负序振荡闭锁装置发生误动作后,除了会产生报警信号,还可能产生下面几种较为严重的结果: (1)当长时间的有负序电流产生的时候,常规的距离保护就要转入闭锁状态,那么距离保护的快速动作段将不能运行,线路这这段时间内是不受到保护的；(2)当负序电流导致自动故障录波装置误动作,将会在没有发生故障的时候将其记录下来，那么印纸就会被无故使用。

当多次发生误动作时,有可能在没有装好新的印纸，在发生故障的时候不能记录故障的发生。

3、对电力变压器的影响。

负序电流的产生会导致电流的不对称,即其大小是不相等，那么对于一个变压器，它的利用率是会降低的。

试析电气化铁道供电系统负序电流

试析电气化铁道供电系统负序电流摘要：本文主要从电气化铁路供电系统的优缺点入手，分析了如何对于电气化铁道供电系统负序电流的相关问题。

关键词：电气化铁道；供电系统；负序电流引言逐渐变得完善的电气化铁路网，就会变为促进我国经济社会快速发展的有力保障，有着十分重要的意义。

随着铁路电力牵引供电方式以及电力机车性能的逐渐改善的北京之下，我们要求需要加强对于电气化铁道技术方面的研究，特别是通过对现有问题的挖掘与分析，及时找到解决的方案，可以确保行车的安全和高效。

1、电气化铁道供电系统的优点和缺点1.1、优点在列车运行过程中，能够实现对能源的有效利用，达到节约能源的目的；能够提高列车运行质量，使列车稳定、快速地运行。

由于电力牵引制动的功率大，从而提高了列车运行过程的安全性，在行使过程中，还能够实现对电力牵引的自动化控制，方便列车的运行，提高运行的安全水平。

1.2、缺点基本建设规模较大，投资比较多，对电力系统会产生不利影响，牵引用电是单相负荷的形式，会产生较大的负序电流，并且，电力机车功率因素较低，高次谐波含量较大，给电力系统的正常运行带来严重的不利影响。

此外，还会对沿线通讯造成一定的电磁干扰，检修工作比较麻烦，给铁路正常运行带来不利影响。

2、牵引系统的供电方式对于各国所发展的高速铁路而言，高铁所涉及的供电牵引系统主要由变电站和接触网两大部分组成。

二者协调运作最终保证了牵引供电系统的变电，配电以及送电工作。

作为系统中的核心组成部分，牵引变电所的职能是要将国家电网输入的三相高压电转换为能够和电力机车输入端相吻合的电能。

在完成上述操作后，变电站还需要将经过转换的电能输入到接触网以便电力机车供电模块调用。

在上述功能的实现中，变电站所涉及的电气部件可谓是“五花八门”，“种类繁多”，其中最常见的有变压器、继电器、电能传输母线等。

为了使得高压变电后的电能可以被电力机车供电模块所调用，接触网便成为了连接牵引变电机构和机车供电系统的桥梁。

试析电气化铁道供电系统负序电流

试析电气化铁道供电系统负序电流背景电气化铁路交通系统是采用供电设备送电，以铁路轨道作为输电线路，将交流电能直接输送给电气化牵引网上的电气化列车，从而完成对列车的牵引或制动等动力控制，提高铁路运输效率和运输能力。

电气化铁路交通系统中，供电系统是起着重要作用的部分，它提供了牵引网所需的电能。

供电系统由变电所、配电站、接触网、牵引变流器等组成。

而供电系统中存在一种被称为负序电流的电流现象，这种电流对供电系统会造成一定的影响，需要进行科学地分析。

什么是负序电流？负序电流指的是在三相电力系统中，对于一个相位的电流，如果其由负序电压引起，将产生一个正序电流外加两个负序电流的幅值相等的电流。

这些电流组成了负序电流。

在电气化铁道供电系统中，由于接触网与地之间会产生一定的感应，使得接触网上会存在一定程度的对地相抗，这样就会形成一个带电体。

当电气化铁道正常使用时，负序电压将从带电体到地之间流动，从而形成一定程度的电流。

负序电流的影响电气化铁道中的负序电流具有一定的影响，主要有以下几点：电气设备加热由于负序电流会对电气设备进行加热，使得设备的工作温度升高。

如果负序电流过大，会导致设备过热甚至损坏。

电气设备寿命降低在供电系统中，任何设备都具有寿命限制。

如果负序电流过大，将会使得设备的寿命缩短，降低设备的使用寿命，增加设备的更换成本。

系统电能损耗由于负序电流的存在，电气设备会在通电时产生一定的电能损耗，从而造成系统总电能损耗的增加，对系统能耗优化造成一定的障碍。

远方点短路负序电流若过大，将会使远方点发生短路，从而进一步影响电气化铁道的运行安全。

处理负序电流的方法若要降低电气化铁道供电系统中的负序电流对设备的影响，需采用相应的措施进行处理。

提高设备的抗负荷能力为了应对负序电流对设备的影响，可通过提高设备的抗负荷能力来减轻影响。

提高抗负荷能力可采取增加设备的容量、降低设备的损耗、或根据实际情况对系统进行优化等措施。

尽量减小负序电流的发生负序电流的发生是由于接触网与地之间产生的感应而导致的，因此尽可能减小负序电流的发生也是有效的处理方法。

电气化铁路负序对电力系统的影响与解决措施

Ｖ０．６Ｎ．１１ｏ２
Ｍａ．０８ｒ２０
电气化铁路负序对电力系统的影响与解决措施
齐山成，马临超，蒋炜华
（河南机电高等专科学校，河南新乡４３ｏ）５ｏ２
摘要：电气化铁路作为电力系统的一个特殊用户，负荷具有非线性、其不对称和波动性的特点，能威胁电力系统可
・稿日期：０８０－收２０－１２６
响及对策
单相牵引负荷接入三相电力系统时在系统中引
作者简介：齐山成（９２）男，１８一，河南新乡人，硕士研究生，主要从事电气工程及其自动化研究。
９ｌ
维普资讯
的安全运行。文章介绍了牵引负荷在电力系统中引起的负序电流对电力系统的影响及降低和限制负序电流的措施；针对电气化铁路负荷功率因数较低的现象，分析了无功补偿的必要性以及目前存在的问题和解决措施。通过分析表明可以把电气化铁路对电力系统的影响降到最低。关键词：电气化铁路；电力系统普遍采用工频单相交流制我
式，取源于三相交流系统。而三相交流供电系统的负荷相当于一个负序电流源，向电源方向输送负序其它特点要求三相电流和电压对称，要求三相负载均衡，电流，其注入点在牵引变电所的高压侧。各相有效值相同，率相同，位角相差１０。并设频相２。３负序电流大小与牵引变压器接线方式有关。）定Ａ相超前于Ｂ相１０，超前于Ｃ相１０，正２。Ｂ相２。为相序。在三相交流系统中，相负荷达到平衡的时２牵引负荷引起的负序电流对电力系统的影三候，相交流系统的电流和电压（流和电压均为相三电量）正弦分布状态。成牵引变电所接三相交流电源中的两相分别向两

电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究

电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究作者：汪波来源：《数字化用户》2013年第28期【摘要】随着电气化铁路的迅速发展，电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波，除对牵引供电系统造成危害外，还会造成电力系统负序及谐波污染，因而，电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。

结合电气化铁路给电网带来的影响，着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。

对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析，对SVC 在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨，以期提高电力系统运行的经济效益和社会效益。

【关键词】电气化铁路负序补偿一、电铁负荷负序分量对电网的影响（一）负序分量对电网的影响1. 对旋转电机的影响2.对电力变压器的影响负序电流造成电力系统三相电流不对称，使得变压器的额定出力不足（即变压器容量利用率下降）。

3.对输电线路的影响流过电力网的负序电流，只是降低了电力线路的输送能力，并不作功。

第三，对继电保护和自动装置的影响对各种以负序滤波器为启动元件的保护及自动装置干扰：由于保护按负序（基波）量整定，整定值小、灵敏度高。

滤波器为启动元件时，实际运行中已引起下列保护和自动装置误动。

（二）负序分量影响的标准]我国有关同步发电机承受不平衡电流允许值的规定如下：1）在按额定负荷连续运行时，汽轮发电机三相电流之差不超过额定值的10%，水轮发电机和同步调相机三相之差不超过额定值的20%，同时任何一相的电流不得大于额定值。

2）在低电压额定负荷连续运行时，各相电流之差可以大于上面的规定值，但应根据实验确定数值。

对于100 MW及以下汽轮发电机，当三相负荷不对称时，若每相电流均不超过额定值，且负序分量与额定电流之比不超过8%，应能连续运行，100 MW以上的发电机，一般认为负序分量与额定电流之比不超过5%。

二、 SVC负序补偿基本原理及运行方式SVC全称为“静止型动态无功补偿器”，主要用于补偿用户母线上的无功功率，其通过连续调节其自身无功功率来实现的，一般SVC由并联电感和电容两个回路组成，其中感性回路为动态回路，其感性无功功率可连续分相调整，使得整个装置无功功率的大小和性质发生变化，分相控制的依据为三相平衡原理。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究作者：于洋来源：《科学与信息化》2019年第02期摘要我国电力牵引系统技术的发展已走在世界的前沿，牵引供电系统是一套结构复杂、精度极高的系统，因此要在实际的运行中保障其安全性，使其供给合格、稳定的电力，从而确保了地铁和电气化铁路的安全运行。

在地铁和电气化铁路的运行过程中要做好牵引供电系统的检查和维护工作，寻找系统的薄弱环节，同时要制定相应的应急预案，全方位地提升高铁与电气化铁路牵引供电系统可靠性。

关键词地铁；电气化铁路；牵引供电系统1 地铁牵引供电系统供配电方式1.1 集中供电方式集中供电方式是城市地铁供电系统最常用的，是从城市电网接入电源，并且根据用电容量和城市轨道的长短来建立专门的变电站，沿着地铁线通常要建立2-3座110kV和220kV的主变电所。

35kV中压网络纵向连接上级变电所、下级牵引变电所以及降压变电所，构成电网的主体，下级各变电所以横向连通的方式形成轨道交通的内部供电网络，这样集中供电的好处是便于城轨公司的集中管理，在出现任何供电问题时也能够集中解决。

另外，各个牵引变电所之间由35kV和10kV环网电缆供电，提升了电路系统的可靠性。

1.2 分散供电方式分散供电方式是按照城规供电的原则来接入的，从城市电网引入多路电源，并由区域变电所进行降压供电，通常供电所使用的电压为19kV，以分散供电方式来为地铁供电可以保障每一座牵引变电所和降压变电所都能获得双路电源，提升了供电的稳定性[1]。

2 电气化铁路的牵引供电系统概览2.1 铁路牵引供电系统的供电方式（1）直接供电方式。

电气化铁路牵引系统的直接供电方式又被称为单边供电方式，供电原理是使用电力化铁路产生单项交流负荷并且能够在周围的接触网上产生交变磁场，形成电磁波，从而会对附近的通信设备和无线电装置造成干扰，一定程度上影响了铁路周边的正常生产生活。

目前我国铁路通信采用高屏性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响很小，无须使用任何防护措施，对周边的生产生活的影响可以忽略不计。

电气化铁路负荷特点及电能计量方式的探讨

１电气化铁路
电气化铁路是指牵引动力为电力机车的铁路。１８７９年在德国柏林建成世界上第一条电气化铁路，我国于１９６１年建成宝
成铁路的宝鸡至凤州段电气化铁路，这是中国历史上第一条电
时由于整流，产生谐波电压，向电网注入大量的谐波电流。同时，在整流中，由于无功功率消耗较多，再加上消耗接触网和机
电流工作磁通大致与电流线圈中的电流成正比，即：
中Ｉ。ＣＩ
２＿２单相冲击负荷
负荷具有单相冲击负荷性，随着上下坡、加速度、线路坡度、列车重量、线路曲率半径、运行速度、牵引制动等变化，产生
瞬时冲击，或短时冲击，发生急剧变化和波动。
能少、作业少等。电力机车采用单相工频２５ｋＶ交流电压，在架空接触导线
● 一Ｔ｜选
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和钢轨之间行驶。建设若干个牵引变电站在铁路沿线的目的是，给电气化铁路的供电，经牵引变压器降压为２７．５ｋＶ后，通过牵引网由电力系统双电源向机车供电。电铁牵引负荷对三相
波效应，造成了供电电流波形和电压波形的畸变，对电能计量误差造成直接影响。基于此，介绍了电气化铁路，并对单相工频负荷、单相冲击负荷以及单相整流负荷的电气化铁路负荷特点进行分析，同时对包括感应式电能表计量方式和电子式电能表计量方式的电能计量方式进行探讨，以此保证电气化铁路以及接触网的安全运行。关键词：电气化铁路；负荷特点；感应式电能计量；电子式电能计量

牵引负荷负序电流对电网运行状况影响研究

第３２卷第４期
２０１３年１０月
电工电能新技术
ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ
Ｖｏ１．３２．ＮＯ．４Ｏｃｔ．２０１３
４．合肥供电公司，安徽合肥２３０００２）
摘要：牵引负荷是大功率单相整流负荷，是一个典型的负序Байду номын сангаас 波源，投入电网会产生深远影响。利
用电力系统分析综合程序（ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｐａｃｋａｇｅ，ＰＳＡＳＰ）的用户自定义（ＵｓｅｒＤｅ．
１引言
目前，电气化铁路已经发展为重要的交通方式，
给国民经济和社会发展带来了巨大的效益。但也暴
２负序电流源模型介绍
文献［５］中的负序电流源模型从能量的角度出发，整个牵引系统的全部功率来自网侧供电系统提供的基波功率。电力机车作为单相不对称负载将导致三相供电系统不平衡，而供电系统供给机车的功率可视为正序功率，机车运行于不同的牵引工况时，反应到网侧对应的就是牵引网与供电系统交换的基波正序有功及无功功率。提出用机车与网侧供电系统交换的三相基波正序功率作为模型的激励，负序电流的实部、虚部作为响应，用以评价牵引负荷的负

电气化铁路牵引负荷的支持向量机负序源建模

Ｃｈａｇｓ０７，Ｃｈｉ）ｎｈａ４１００ｎａ
随着我国电气化铁路的快速发展，电铁牵引负荷对于公共电网的影响越来越大。电铁牵引负荷具有波动性强、线性、非非对称的特点。在分析和抑制其对于电网的谐波危害方面，已有大量研究。但
用支持向量机原理建立牵引负荷的负序源模型。牵引负荷运行工况随机可变环境下的仿真数据样本的总体
测辨建模结果表明，型具有良好的描述能力和泛化能力。比较ＷＳＣ９节点系统的负序潮流计算和Ｍａａ模Ｃ一ｔ—
近来投入运行的新型电力机车多为交直交车型，相
着新车型的不断投入使用，研究和抑制其三相不对称所产生的负序电流对电网的影响变得更为重要，逐渐受到关注并有不少相关研究成果报道。文献如［］阐述了负序电流对电力系统元件的危害，提１并出了相应的治理措施；献［］则在此基础上从牵文２引变电站不同的主变结线方式角度分析其负序影响；文献［］用系统变换的方法推导牵引变电所负３
第２２卷第３期
２１００年６月
电力系统及其自动化学报
ＰｒｅｄｉｇｓｏｈｅＣＳ — ｏｃｅｎｆｔＵＥＰＳＡ
Ｖｏ．２ＮＯ３１２．
Ｊｎ２１ｕ．００

牵引变压器保护装置开发及理论研究--优秀毕业论文参考文献

First of all, the paper summarizes the structure, power supply type and electrical characteristics of traction power supply system. This paper studies the transformer differential protection theories and mainly focuses on the impedance matching balance transformer differential protection principle and the detailed derivation of differential current.
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Then, taking the differential primary protection of impedance matching balance transformer as an example, this paper builds the fault simulation platform with MATLAB-simulink tools on which simulates the action situation of differential protection under the operating mode of normal, external and internal fault. As well as verified the correctness of the protection principle, it also provides a new validation idea for the development of protection devices.

电气化铁路牵引供电系统研究现状及关键性技术

电气化铁路牵引供电系统研究现状及关键性技术摘要:电气化铁路牵引供电系统庞大，电气化铁路的快速发展导致供电系统存在电容效应、不对称短路和严重甩负荷等问题。

各个领域详细分析了电气化铁路牵引供电系统。

随着电路系统漏洞的出现，相应的关键技术也得到了相应的发展。

这些技术可以很好地控制电气化铁路牵引供电系统，为供电技术提供建设性的支持。

同时，也为未来电源系统的研发提供了一个很好的思路。

关键词:电气化铁路；牵引供电系统；无牵引变压器；同相电源；关键控制技术随着物联网和5G通信技术的快速发展，两者的结合应用于高速铁路，加速了我国高速铁路向智能化发展。

牵引供电系统是高速铁路智能化运营的重要组成部分之一。

目前运营中的电气化铁路大多以普通牵引变电所为主，设备智能化程度不够，运行状态主要靠人工判断和修复，整个供电系统的故障判断和恢复仍以人工为主。

1我国铁路智能变电站技术现状目前我国电气化铁路牵引供电系统的运行方式虽然包括直供回流、AT供电等。

各供电方式使用的供电设备和综合自动保护系统大致相同，设备组成仍以传统形式为主，变电站设备运行状态以人工定期检查和试验为主；综合自动保护系统只检测供电系统的电流和电压，及时切断供电系统的故障区段，但系统故障判断和供电恢复方案的确定仍以人工为主；变电站的日常值班或出勤需要配备人力，无法实现无人监控，值班人员定期检查变电站内设备的运行状态，通过听、闻、观、测等方式记录和判断各种仪表运行数据；变电站倒闸操作需要供电调度中心的操作和变电站值班员的确认。

变电站二次保护系统通过控制电缆和信号电缆采集设备的运行状态和数据，变电站内电缆数量较多，故障后难以检查。

随着我国铁路的快速发展，对铁路运营安全可靠性的要求越来越高，运维工作量快速增加，智能高速铁路是必然的发展趋势，智能化建设、智能化设备和智能化运维将有效解决建设和运维人员需求量大的问题。

电气化铁路牵引供电系统还存在很多漏洞:(1)电流的负序通过牵引电路的变化接入供电网络，这是由许多隐藏的、未知的因素造成的，负序电流会导致变压器温度升高，改变变压器的负荷；二是电网中的电能质量会相应下降；第三，电气线路会出现相应的问题，要提前考虑。

电气化铁路双边供电技术应用研究

电气化铁路双边供电技术应用研究摘要：电气化铁路的列车负荷为大功率单相负荷，电能通过牵引供电系统直接从三相电力系统获取。

当列车负载通电时，三相电力系统将产生负序电流分量和负序电压分量。

为了减少负序分量对电力系统的不利影响，目前常用的做法是将电气化区段内各牵引变电所的供电臂（单相牵引负荷）依次连接到三相电力系统的不同相（相电压或线电压），即：电气化区段的每个牵引变电所为不同相位的电能供电，为列车负载供电。

在不同相位的牵引网之间设置电气分相，在电气分相中间设置无电中性段，形成死区。

电相分离也称为相分离。

当前牵引供电系统有两种分相方式，一种位于变电站出口，另一种位于两个相邻变电站之间的分区所。

列车通过电气相分离的过程称为相分离。

电气分相环节是牵引供电系统中最薄弱的环节之一。

它不仅是造成列车速度和牵引力损失的主要原因，也是限制运输能力的瓶颈。

关键词：电气化铁路；双边供电；技术应用电气分相问题一直是制约电气化铁路发展和应用的瓶颈。

特别是对于复杂危险的山区、大坡道和重载铁路，电分相的影响因素越来越受到重视，如何减少甚至取消电分相也越来越受到重视。

目前，我国的高原铁路包括青藏铁路和川藏铁路，坡道长、大、多。

川藏铁路桥隧比很高，客货共通。

过多的相位失电会导致列车速度损失，这不仅会影响运输能力，还会有躺倒的风险。

一旦列车长时间停车失电，将引发事故，甚至停电，导致制氧机停运，危及乘客生命安全，后果不堪设想。

双向供电技术可以进一步取消相邻牵引变电所之间分区所的电气分相。

本文将从系统方案、技术可行性和供电安全性等方面探讨双边供电技术的应用。

1电气化铁路双边供电特点机车负责从双边牵引变电站传输电能的重要任务。

因此，双边供电的质量和工作状态将直接影响电气化铁路的运输能力。

由于双边电源露天设置，无备用，线路上的负荷随着电力机车的运行沿接触网移动和变化，对双边电源提出如下要求：保证电力机车在高速运行和恶劣天气条件下正常受流，双边电源要求机械结构具有稳定性和足够的弹性。

高铁供电系统的不平衡负序电流对电力系统影响的研究

高铁供电系统的不平衡负序电流对电力系统影响的研究摘要：高速铁路牵引供电系统是一种三相不均衡负载，在运行过程中会出现负序电压，如果电压超过了正序，将会对电网的运行和运行带来不利的后果。

通过对高铁牵引站不均衡负序电流的影响进行了理论和模拟计算；从原理上，对V/X接线模式下的牵引电源进行了建模，并给出了V/X接线模式下的逆序法；在模拟和分析方面，利用 PSCAD/EMIDC完成5个高铁牵引站对电力系统影响的计算。

分析发现，该地区5个高铁牵引站对电网运行的影响程度不尽相同，其中，共用线路短路能力相对较低的电网，三相电压失衡率超标。

关键词：高铁供电系统；负序电流；电力系统；V/X接线电力列车的单相工作频率为25kV，牵引电源中的负序电源是以电为主，三相不均衡所引起的负序电流经牵引站点输入到供电网络中，因其工作的随机特性，导致某一区间的三相电压失调，很难调整。

目前国内新建的高铁采用220kV和330kV （西北）电压等级的输电线路，但是，不同区域的电网组成和长度不一样，也有可能对保护等装置造成一定的冲击。

此外，铁路列车拖车所产生的负序不均衡对电网终端网或某些脆弱的电网是否有较大的冲击，也是一个值得探讨的问题。

对此，本文通过分析5个高铁牵引站对电网带来的影响，探讨了铁路不均衡负序电流在电网中的作用，从而为防止铁路列车运行中的负序不均衡对电网的危害和控制奠定基础。

1.V/X接线方式高铁供电系统模型1.1外部电源模型牵引变进线采用220 kV等级供电，牵引变电所牵引侧母线额定电压为27.5 kV，接触网及电力机车均为25 kV，并在PSCAD中采用一种较为理想的三相交流电压源仿真模型。

1.2牵引V/X接线形式牵引变电所模型牵引变电所的牵引变压器1台，备用1台。

V/X接线方式的牵引变压器是将V/V接线与 AT接线相结合，两台单相变压器组成一组，两台单相变压器的原边V接，分别连接高压电网的三相，副边线圈从中间接地点引出，两台单相变压器副边的四个端点分别连接接触线T1、馈线F1、接触网T2和馈线F2，牵引母线通过馈线牵引变电所两侧供电臂牵引供电，此时牵引变电所无须设置自耦变压器。