电气化铁路对电力系统的影响分析
电气化铁路对电力系统的影响分析
电气化铁路对电力系统的影响分析摘要：二十一世纪后科学技术快速发展，铁路的发展逐步变得电气化，增加了电气化铁路运营里程。
就其对电力系统产生的影响分析，电气化铁路具有很强的波动性与移动性，其负荷最突出的特点就是最大功率单相整流带冲击，正是因为这个特点让其接入到电网后电力系统中产生了大量三相不平衡的谐波与负序电流，因而直接影响了电力系统运行的可靠性与稳定性，给电流系统正常运行产生威胁，还可能造成较大经济损失。
为此，接下来本文就电气化铁路对电力系统的影响这个课题进行如下论述，之后提出改善措施。
关键词：电气化铁路；电力系统；影响对我国而言，铁路与电力建设属于一项重要的基础设施，近年来我国经济快速发展，铁路建设事业同样得到跨越式发展，在此背景下电气化铁路在国家铁路建设中发挥着不可替代的作用[1]。
供配电工程的支持是电气化铁路发展的基础，然而就当前我国电气化铁路供配电工程分析仍然存在诸多问题，在此背景下国家铁路建设应高度重视提高电气化铁路的可靠性与安全性。
在此背景下笔者结合相关经验就这个问题进行分析。
一、电气化铁路对电力系统的影响1.对电气系统产生的影响1.1发动机涡轮发电机转子属于较为敏感的一个部件，由于涡轮发电机转子的负温升与谐波与定子相比更大，因此过热就会对转子组件的安装产生影响，且顺序反向电流流过发动机后就会出现法相磁场[2]。
反向此项出现反向同步转矩问题，反向同步转矩出现附加震动。
此外，其还会让电动其出现噪声与振动，长时间的振动很容易损坏机械。
对靠近牵引站以及远离电源的异步电动机需要将定子绕组缠绕在敏感的位置，具有制造方便、价格便宜等特点，对部分大功率、转速低的机械设备等则可以应用同步电机。
1.2输电线路当前阶段我国在线运行的电力发动机的负荷以单相大功率整流负荷为主，运行过程中随意性较强，导致出现大量的负序电流与谐波，之后其通过牵引变电站进入到电力系统中，无形中增加了电力系统的损耗，造成巨大的能量损失，容量利用率不断降低，这一定程度上直接影响电网电能质量，并不利于电力系统稳定、经济甚至是安全运行。
电气化铁路牵引供电对电网的影响及其应对措施探讨
【 要】 摘 随着广珠铁 路和广珠轻轨铁路的建设 ， 电气化铁路和 牵引供 电将对 电网的运行和维护造成 一定 的影响。 由于 牵引供 电系统 的特
殊性 ． 波电流 、 谐 谐波电压以及无功功率的消耗将严重影响 电力系统的稳定性 ， 下面就 牵引供 电的影 响因素进行论 述 ， 最后对 牵引供 电中谐 波
３ 加强对电气化铁路谐波危害性 的认识及加强监督管 理涉 及电网安全稳定运 行和广大用 户利益的重要 的工 作 ．随着广珠铁路 和广珠轻轨接人工 程的 日益 临 近． 我们应高度重视 。 采取必要措施加强对这项工作的组织领导 。 当 应 组织专门团队 ． 究处理 电气化铁路谐波管理和治理 中的可 能出现的 研 重大问题 ． 以确保对 电气化铁路谐波管理工作顺利进行。 ３ 提前介入 ． 预控 ． ２ 做好 对电气化铁路谐 波管理 和治理工作 ． 涉及 电网安全稳定运行 和广 １ 电气化铁 路牵引供电 系统对电网的影响 因素 大用户利益 ， 我们设计 、 、 发规 生技 、 安全 、 调度 、 电等有关业务部 门 ， 用 １１ 谐 波 影 响 ． 必须要求业 主方 提供准确 的电气 化铁路谐波 的计算 和谐波抑制措 施 电气化铁路一 般采用两相一地的运行方式 ． 牵引机车又是单相大 和解决方案 。 功率整流负荷 ． 其用 电会产生大量 的谐 波与负序 。 如不能 在电气化铁 ３ 加强监管 ． ． ３ 全程监控 路牵 引变 电站得到及 时治理 。 将注入 电力 系统 。 影响全 网 ． 波及用户 。 谐波与负序是电能质量的两项指标 我们应加强对电气化铁路谐 由于 电气化铁路牵 引机车沿铁路移动用电 ． 其产生的危害性远 比其他 波与负序的检测工作 ． 并将其纳入正常 的电能质量监督体 系进行 考核 任何谐波源设备更为严重 ． 为广泛 。 更 据不完全统计 ， 自电气化铁路投 管理 ， 将其 纳入供用电合 同。 以便为今后 电能质 量监督 、 电气化铁 路 运三 十多年 以来 ．电铁谐波 与负序已引发过 ２ ０ Ｗ 发 电机 跳闸 ， ０Ｍ 山 谐波 的治理 、 电气化铁路谐波危 害事件 的分析提供法律的依据 今后 ， 西、 河南 、 贵州等 电网大面积停 电或系统解 列 ， 网产生局部谐 振 ， 电 发 电网发生安全运行事故或重大电气设备损坏事故 时． 要把 电气化 铁谐 电机转子损 坏 ． 继电保护非正常频 繁启 动 ． 用户 电动 机和电容器大量 波作为重要的诱发原因加 以分析 确系 电气化铁路谐波负序造成的 对 烧坏 ， 小火电厂不能就近并 网等一系列的危害 ， 使社会 、 电力部 门和用 事故 ． 我们要依法追究 户蒙受 了巨大的经济损失 『 ２ ＿ ３ 要加强电气化铁路对 电网产生其他干扰与影响问题的研 究 ． ４ １ 无 功 影 响 ． ２ 电气化铁路是专线双 电源供 电的用户 ． 一方面它对供 电可靠性提 电气化铁路牵引机车是单相大功率电感负荷 ． 消耗大量的无功功 出了较高的要求 ， 另一方面它对 电能质量 、 电保护及 自动装 置、 继 电能 率． 功率因数很低 ． 而且牵 引负荷变化极大 ． 出现最大和最小运行方式 计量准确性 、 系统无功补偿等产生 严重干扰与影 响 ． 不仅直接威胁 到 的频率 多 ． 大运行方式多 台机车 同时启动时无功缺额 大 ， 最 出现 比较 电网安全 ． 而且增加我们预防的工作量 和投入 。 对此 ． 我们必须认 真研 多 的欠补偿 ． 小运 行方式无机车通过 时 ． 最 牵引变 电站 的无 功补偿会 究予 以解决 。 避免采用降低保 护灵敏度或退 出保护等方式来消除电气 注入 电网 ， 如果不采取措施及时治理 ， 将严重影 响电网电能质量 。 化铁路对继电保护的干扰 与影响 ： 要研究采用频带特性适合 电气化 铁 路计量用的 电能表 ， 以利提高电能计量准确性 。 ２ 电气化铁路牵引供 电谐波抑制及无功补偿的原则 ３ 谐波抑制和无功补偿 的技术措施 ． ５ ２１ 电气化铁路 谐波的治理原则 ． 在牵引变电站装设先进 的谐波抑制和无功补偿装置 电气化铁路 电气化铁路是公用 电网的一个用户 电气化铁路用 电必须严格遵 牵引负荷变化极大 ， 在轻载时形成无功倒送进相无功 。必须 在谐 波源 守《 电力法》 电力行政法规和 国家为公用电网制定的技术标准 。对谐 头牵引变电站加装先进的谐波抑制装置和无功补偿装置如 Ｌ 、 ｃ调谐 滤 波问题应依法治理 ， 国家标准治理 ． 依 我们应公平对待一切用户 ． 在治 波器 、 静止无功补偿器 ｆ ｃ或是有源 电力滤波装 置ｆＰ 或 Ｓ Ｃ￣ 源 ｓ ） ｖ ＡＦ Ｖ） 理上不搞双重标 准。对 电气化铁路谐波应坚持谁产生谁治理 。 谁危害 滤波器装 置 ， 即由电力 电容器 、 电抗器和电阻器适 当组合而成 的滤 波 谁负责的原则。为从源头对 电气化铁路谐波进行有效治理 ， 凡新建的 装置 ［ ５ ］ ｃ 电气化铁路供电工程在可行性研究阶段 ． 应要求业主方同步进行谐波 防止电气化铁路注入 电网的谐波出现局部放大的问题 电力 系统 问题 的研究 ． 出谐 波治理方案 的有关 文件 ． 提 并将 以文件作 为可行性 运行方式改变而出现最小运行方式 时． 必须充分估计 电气化铁路产 生 研究报告 的组成部分一 报我局生技及规划 、 计部 门、 设 调度 中心等有 的干扰与影 响对 电网安全运行 的威胁 ． 系统频率特性 变化时 ． 在某些 关部 门审批 。 条件下可能和系统发生谐 振或产生谐波放大 ． 引发事故 静止无 功补 ２ 电气化铁路 无功 的补偿原则 ． ２ 偿器虽然可 以根据无功功率需求量 自动进行补偿 ． 适合抑制快速变 化 无功功率按照分层 分区的控制原则 ． 力求 就地平衡 ． 不得 向电网 的畸变负荷（ 如电力机 车） 所产生 的电压波动和闪变 ． 但是 也必需注 意 注入无功。牵引变电所应充分发挥无功补偿设 备的调压作用 ． 切实做 它们 自身所产生的谐波影 响 好无功补偿设备投切管理 。 保证电压在控制范围内运行。牵引变电所 主变高压侧功率 因数应保持在 Ｏ ５以上 用户所安装 的电力 电容器 ４ 结 论 ． ９ 组， 应根据电网实际存在 的情况 ， 采取加装串联电抗器等措施 ， 防止投 电气化铁路具有速度 快、 运输能力强 、 节约能源 、 牵引性 能好 等优 切 电容器过程 中发生谐波放大 ． 电力设 备安全运行＿ 保证 ４ ＿ 。新建 电气 点 ， 随着珠 三角一体 化建设和公共 交通建设的 紧迫性 ， 电气化铁路 及 化铁路供电工程 必须有谐波抑制及无功补偿措施 ． 并与工程实行 同时 牵引供电必将得到越来越 广泛 的应用 。由于电气化铁路 的负荷特殊 ． 设计 、 同时施工 、 同时投运 的“ 同时” 三 原则。 所产生 的谐 波、 不仅影响到 电铁 牵引站的供 电可靠 性 ． 负序 对当地 电
电气化铁路对电网的影响及对策
电气化铁路对电网的影响及对策电气化铁路是指将传统的蒸汽机车、内燃机车替换为电力机车，并通过铺设电缆或接触网供电。
电气化铁路具有运营效率高、能耗低、环境友好等优点，但也对电网产生了一定的影响。
本文将就电气化铁路对电网的影响以及相关对策展开讨论。
首先，电气化铁路对电网的影响主要体现在以下几个方面：1.能源需求增加：电气化铁路使用电力机车替代传统机车，因而对电能的需求量会大幅增加。
特别是对于大规模铁路电气化项目来说，需要消耗大量的电力资源，对电网能源供应提出了更高的要求。
2.电网负荷变化：由于电气化铁路的使用，会引起电网负荷的变化。
电力机车的启动和瞬时加速需要大量电能，导致电网负荷瞬间增加。
此外，电气化铁路的顶峰小时负荷与传统火车线路不同，可能会对电网的负荷平衡产生一定的影响。
3.输电线路需求增加：电气化铁路需要一定的供电线路来为电力机车提供电能。
这就要求在原有的电网基础上，增加或改造供电线路，以满足电气化铁路运营的需求。
针对电气化铁路对电网的影响，可以采取一系列的对策来解决：1.提供足够的电力资源：针对电气化铁路对电能需求的增加，电力系统要增加相应的电力资源，包括建设新的发电厂、扩大电力系统容量等。
此外，可以推广利用清洁能源，如风电、太阳能等，减少对传统化石能源的依赖。
2.加强电能储存技术研发：为了避免电气化铁路的瞬时负荷对电网稳定和平衡产生不利影响，可以加强电能储存技术的研发和应用。
通过储能设备，将低谷时段的电能储存起来，在高峰时段释放，以平衡电网负荷。
3.优化电网结构：对于电气化铁路而言，可以优化电网的结构以适应其特殊负荷需求。
可以增设专门的供电线路，优化变电站配置等，以提高电网的可靠性和稳定性。
4.加强智能电网建设：智能电网具有实时监测、分布式调度等特点，可以更好地适应电气化铁路的需求。
通过智能电网的建设，可以实时监测电网各项指标，并进行相应的调整，以满足电气化铁路运行的要求。
综上所述，电气化铁路对电网产生了一定的影响，尤其是在能源需求增加、电网负荷变化、输电线路需求增加等方面。
电气化铁路牵引供电系统相关问题的分析及对策
地位。 它是牵引负荷 的动 力来源 ， 因此其供 电质量 的优劣 ， 对电气化铁路运输 而言有着重大影响。 当前 的牵引供 电系统有着许 多问题 ， 它们降低 了 电的效率和质量 ， 供 威胁着电气化铁道运行 的可靠性和安全性 。 因此 ， 分析并解决这些问题是很有必要并且很 有意义的。 文将列举 当前供 本 电系统 中 存在 的谐 波、 无功、 负序等问题 ， 并提 出相应的解决对策。
（） ４在变电站安装 同期调 相机 ． 其功能可 以允许承受较大 的负 序 （） ２ 增加无功功率会 使电流增大 ， 从而使得发电机 、 变压器以及其 电流 ． 从而负序阻抗较低 ， 并且具有 良好的防震性 。 他 电气设备和导线的容量增加 ３３针对谐波 电流 的解决方案 ． （） ３ 由于变送 电设备负荷容量 中． 增加了无功容量。 导致变送 电设 （） １ 避免电容器放大谐波。 可以改变电容器 中的串联电抗器 ， 者 或 备有功输 出的容量降低。 或者对电容 器组 的投入 容量进 行 （） ４ 电网中电流和 电压 的相位 不同相 ， 因此产生较严 重的谐波分 把 电容器组的一些支路 改成滤波器 ． 限定 ． 这样可 以有效地 防止电容器对谐波进行放 大 ． 同时也保证 了电 量． 会导致供电网络的电压不稳定 以及谐波干扰增大 容器组的运行安全 ２２负序电流 ． （） ２ 调整谐波 源的配置或者工作方式。若某 些装 置对谐 波具有 互 我 国的电气化铁路是通过 三相电力 系统 经牵引变压 器将 １０ Ｖ １ｋ 补性 ． 可将它们集中 否则应 当适 当分散或者对其交替使用 ． 对于会产 （ 或者 ２ ０ Ｖ 电压降压为 ２ ． Ｖ 或者 ５ ｋ ） 向牵引网和 电力机车 ２ｋ ） ７ｋ（ ５ ５Ｖ 后 进行单相供 电。因为牵引变压器不对称 的供电方式 ， 必然会在电力 系 生大量谐波的工作方 式应适 当限制 （） ３ 运用多重化技术 。 几个交流器联合使用 ， 多重化技术把多 运用 统 中造成负序电流 ． 从而对供用 电设 备产生一系列危 害 ． 例如发 电机 用以消除较低频率的谐波。 转子升温幅度增大 ， 引起附加振动： 变压器能量损失增多 ， 在铁心磁路 个方波进行叠加 ． （） ４ 谐波叠加注入 可以利用具有三次倍 数的谐波与外部的具有 中会产生 附加发热 ： 输电线中能量损失增多 ． 降低线路 的输送能力 ： 继 三次倍数的谐 波源 ． 将谐波 电流叠加到生成 的矩形波形 上 。 这样可 以 电保 护与 自动装置负序参量启动元件误 动作增多等 有效 降低给定运行点处的一些谐波 ２３ －谐波 电流 ３ ． ４实现三相平衡 电力系统所产生 的谐波和其它整流负荷所产 生的谐 波一样 ． 给电 从以上的分析 中我们可 以看到 ． 多问题是 由牵引供 电系统 中三 很 力系统及用户带来 巨大 的危害 。特别是在牵引 负荷与波 动性方 面 ． 具 要缓解这一问题 ， 可以利用相序轮换技术 ， 使得牵 引 有负荷功率 大、 动性强 的特点 ． 波 这些危 害表现得尤为突 出。 主要体现 相不平衡导致 的。
电气化铁路负荷对河南电网电能质量的影响
２
杜 习周等 ： 电气化铁路负荷对河南电网电能质量 的影响
２ １ 年第 ２期 ０１
谐振 现象 。 振 频率 的谐 波 电流会 放 大 。谐 波 电流 谐
析． 测试 结果 可归 纳为 以下几个 方 面 。 ２１ 牵引 站注入 的谐 波电流 ．
越 大 ， 功功 率 越大 ， 率 因数 越低 ； 波 电流波 形 无 功 谐
其 中韶 山型 机 车为交 一 型机 车 ，整 流桥 脉 动 数 为 直
失 败 、 电 站 直 流充 电模 块 烧 毁 、 户侧 保 护 误 动 变 用
２ 电铁谐 波 主要 是奇 次谐 波 ， 谐 波含 量 大 。所 有 ， 且
作跳 闸等故 障 。因此 ， 电气 化铁 路负 荷 的大量接 入 ，
ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ｅ ａｌ ｙ ｔａ ｔ ｎ ｌ ａ ｅ ａ ｓ ｆ ｉ ｉ ｇｅ ｐ ａ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ，ｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｓ ｐ ｌ ｌ ａ ｈ ｌ ｃｒｆ ｄ ｒ ｉ ｉ ｗａ ｒ ｃ ｏ ｏ ｄ ｂ ｃ ｕ ｅ ｏ ｓ ｓｎ ｌ－ ｈ ｓ ｐ ｒ ｔ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃｉ ｒｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ，ｏ ｄ ｉ ｆ
带来 严 重 的 电能 质量 问题 ， 电网安 全稳 定 运行 面 临
牵 引站 电铁谐 波 电流均存 在 超标情 况 ， 中 ３至 ｌ 其 ３
次 的谐 波含 量较 大 ， 次谐 波 电流 占基 波 电流 百分 各
风 险 。
含量 的最 大值与平 均值 如表 １ 所示 。通过 与 中 国电
摘 要 ： 路 电 气化 具 有 运 输 能 力 大 ， 合 能 源 利 用 率 高 ， 能 减排 等 明 显 优 点 ， 着 科 学技 术 和 国 民经 济 的 快 速 发 铁 综 节 随
电气化铁路牵引供电系统的仿真及影响研究
电气化铁路牵引负荷具有非线性、冲击性、不平衡性等特点，这些特点导致 了谐波的产生。具体来说，非线性是指牵引负荷中的电力电子设备（如整流器、 逆变器等）的功率因数低于1，这使得电流波形发生畸变；冲击性是指牵引负荷 在启动、加速和制动过程中的瞬时功率变化较大，使得电网承受瞬时冲击；不平 衡性是指牵引负荷的三相电流不平衡，导致电网电压发生波动。
参考内容二
随着科技的不断发展，高速铁路已成为现代交通运输的重要方式之一。而牵 引供电系统作为高速铁路的关键部分，直接影响到列车的运行安全和效率。本次 演示将对高速铁路同相AT牵引供电系统进行深入研究，探讨其结构、功能及其应 用。
高速铁路牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网两部分组成。牵引变电 所将电网的高电压转换为适合列车使用的低电压，并通过接触网向列车供电。同 相AT牵引供电系统作为一种先进的牵引供电技术，在高速铁路中得到了广泛应用。
在结论与展望部分，我们将总结本次演示的主要内容，并指出其中的关键点。 我们将讨论目前数字建模及仿真还存在的研究空白，以及未来可能的研究方向。 例如，可以考虑更加精细的模型，引入更多非线性元素和不确定因素，或者结合 和机器学习等技术进行模型优化和预测等。
总之，高速铁路牵引供电系统数字建模及仿真是一项复杂而重要的工作。通 过这一方法，我们可以更准确地预测和优化系统的性能，提高高速铁路的运行效 率和安全性。本次演示已初步探讨了这一主题，未来还有许多值得深入研究的方 向值得我们进一步探讨和挖掘。
研究方法
本次演示采用理论分析和仿真实验相结合的方法，对电气化铁路牵引供电系 统进行深入研究。首先，建立牵引供电系统的数学模型，包括变压器、整流器、 逆变器和电机等关键部件。然后，利用仿真软件对模型进行数值计算和分析，通 过调整参数值来研究不同设置下的系统性能。
高速电气化铁路对电力系统运行的影响
高速电气化铁路对电力系统运行的影响宋 莹 南京工程学院电力学院摘 要：高速电气化铁路作为一种高效便捷的交通方式已被全世界各个国家所广泛采用，我国在近些年在高铁发展上有了令人瞩目的成绩，但由于其特殊的供电方式及谐波含量丰富，使得电气化铁路对电力系统中的电网运行有着较大的影响，本文通过分析高铁接触网的三个特点并结合国外的运行经验提出相应的解决方法。
关键词：电力系统 接触网 谐波 功率因数 负序功率电气化铁路具有速度快、运输能力强、供电距离长、节约能源与造价、牵引性能好等优点，因而具有广阔的发展前景，是世界以及我国铁路发展的方向，广泛地应用于铁路运输之中。
2010年全国铁路营业里程达到9万公里以上，电气化率均达到45%以上。
根据国务院批准的《中长期铁路网规划》，到2020年，我国铁路总里程将达到10万公里，其中电气化5万公里，主要干线铁路将实现电气化。
铁路电气化率约为50%，承担80%以上的运量。
其中，将建成以京沪、京广、京哈、沪涌深及徐兰、杭长、青太及沪汉蓉“四纵四横”客运专线（高速铁路）1.2万公里，客货混跑快速线路2万公里，形成我国铁路快速客运网，但由于其特殊的供电方式及谐波含量丰富对电力系统运行也有着非常严重的影响。
一、接触网对电力系统的影响目前我国高速电气化铁路采用的牵引制式是国际上较为先进的单相工频交流牵引方式。
单相牵引负荷是一种不对称负荷,接入电力系统运行时容易产生对称的负序电流和电压分量，其负序功率较大，负序电流会给电力系统运行带来很多不利的影响，如会使得电机的定子绕组过热，较大的负序分量会使得电力系统的继电保护装置动作从而切断电源造成损失。
电力机车大多采用的是全波整流的供电方式，假设平波电抗器有无限大的电感，于此同时整流变压器的线圈又无漏磁通，则其应从电网中所取用的原边电流波形应是方波，通过傅氏变换可将电流方波分解为N次谐波，故谐波含量比较丰富。
电力系统中的无功补偿方式主要是采用并联电容器组，当谐波电流叠加到电容器的基波电流上时，便会使得电容器上的有效值增大，并使得电容器本身的温度升高，甚至过热而影响到电容器的使用寿命，同时由于谐波电压的叠加可能导致电容器内部发生局部放电，使得电容器损坏，除此之外并联电容器对谐波电流还有放大的作用，装设电容器之后 ,系统谐波阻抗发生了变化 ,对于系统负荷来说既可为感性也可为容性 ,在特定谐波的作用下,并联电容器可能与系统发生并联谐振,使等效谐波阻抗达到最大值，这样就会使得电力系统中无功补偿的效率很低。
浅析电气化铁路对电网的影响及对策研究
浅析 电气化铁路对 电网的影响及对策研究
张 震 ， 张道 国２
（． １ 国核 电力 规 划设 计研 究院 ， 京 １０ ３ ； 北 ００ ２
２ 电力工程咨询院有限公司， ． 山东 济南 ２０ １ ） ５ ０３
摘 要： 电气化铁路 牵引负荷是波动性很大的 大功 率单相整 流 负荷 ， 消耗 电能的 同时向 电力 系统 注入 大量 的 在
与 就业指导讲座 纳人 素质学分考核 ， 充分调动学生积极 性。 实行平时（ ０ ３ ％）＋能 力 （ ０ ）＋考 试 （ ０ ） ３％ ４ ％ 的结构 性考
核， 期末考试采用试卷法 和 口试 法 ， 试卷一般 以开卷考试为
主。
［］ ３ 谢爱林． 大学生职 业生 涯规 划教 育 的 日常渗 透 ［］ 论 Ｊ．
好 的基础 ， 而培养出更多 的社会 主义合格人才 。 从
参 考 文 献
［］ ４ 闫静 ， 张莉． 理想求职与职 业生 涯规 划 ［ ． Ｍ］北京 ： 时 新
代 出版 社 。０ ５ ２０ ．
［］ ５ 丁旭 ， 王磬 ， 大 学生职 业生 涯规划教 育 学科 建设 刍 等． 议 ［ ］社 会科 学论坛 ，０８ （ ） Ｊ． ２ ０ ，５ ． ［ ］ 曼 ， 良涛． ６赵 喻 大学生全 程职业 生涯规划 与职业能 力培 养体 系建 设 论 纲 ［ ］ 劳动 、 业和 社 会 保 障， ０６ Ｊ． 就 ２０ ，
从整个 供电网络来看 ， 近年来 随着 电气化 线路 的不 断 增 长和电力系统容量 的增加 ， 负序 电流对 系统 的影响得 使 到缓解 ， 但是从单个变 电站来看 ， 为电气化 铁路 负荷 的电 作
［］ ３ 臧宏志 ， 安 ， 兵． 车组 投运 对 电 网电能 质量 的 吴成 赵 动 影响 ［］ 山 东电力技术 ， ０ ，６ ． Ｊ． ２ ７（） ０
电气化铁路对电力系统的影响分析
电气化铁路对电力系统的影响分析摘要进入21世纪后，科学技术不断发展，我国的铁路也在朝着电气化方向飞速发展，电气化铁路的运营里程不断增加。
从对电力系统的影响来看，电气化铁路具有很大的移动性和波动性，其负荷特点是大功率单相整流带冲击，正是由于具有这种特点，使得其在接入电网运行后，大量的三相不平衡产生的负序电流和谐波在电力系统中产生，对该接入处的电力系统运行的稳定性、可靠性产生很大的影响，严重时将威胁电力系统的正常运行，造成经济损失。
此文将电气化铁路接入电力系统后的影响做简要分析。
关键词电气化铁路；电力系统；谐波1 电气化铁路基本情况1.1 电气化铁路的特点电气化铁路是当代最重要的一种铁路类型，沿途设有大量电气设备为电力机车提供持续的动力能源。
电力机车本身不带有电能，所需电能由电力牵引供电系统提供。
牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网（或供电轨）组成。
变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线或高压输电缆送过来的电流送到铁路上空的接触电网或铁轨旁边的供电轨道中，接触网或供电轨则是向电力机车直接输送电能的电气设备，电力机车通过集电弓或导电车轮从接触网或供电轨中获得所需电能[1]。
1.2 电气化铁路与电力系统的联系电气化铁路牵引供电系统对供电电网来说，会使得电力系统负荷状态非常高，在引起牵引网电压波动的同时，也使得供电系统电能质量下降，如果不采取措施，还会导致机车动力下降，直接导致电气化铁路运行效率低下，从铁路运行和电力系统运行的角度看，都会造成经济损失。
2 电气化铁路对于电力系统的影响2.1 对旋转电机的影响电气化铁路有着单相交流供电的特性，这种特性使得电机的转子、定子都会发热，增加损耗，引起机组的震动，且转子、定子又属于电机的重要部件，如果在运行时过热就容易发生损壞或者其他故障，带来很严重的后果[2]。
2.2 对输电线路的影响电气化铁路在行过程中，其产生的谐波是影响输电线路最主要的因素。
单相电流产生的谐波，如果频率高，则会发生电力系统谐波共振，有的时候还甚至会放大谐波，很大程度上会增加谐波网损。
电力系统受电铁负荷的不良影响及消除措施
１ ． 牵引变电所的负荷特性
电气化铁 路（ 简称 电铁） 引负荷的对 电力 系统 牵 的影 响 ，取决 于 电力机车 的 电气特性 、铁路线路 条 件 、运行状态 和运输组 织方案等 因素 。它是移动 、 幅值变化大而 又频繁 的特殊负荷 ，负荷波动 的特 征 非 常明显 。它对系统 的影 响包括 冲击 性 、随机性 和 不平衡性 ，而 且负荷量 大 、负载率 低 ，三相 负载 不
电气化铁路负序对电力系统的影响与解决措施
Ｖ０． ６ Ｎ ． １１ ｏ ２
Ｍａ ． ０ ８ ｒ２ ０
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 ：０ ８０ － 收 ２０ －１２ ６
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 （９ ２ ） 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
电气化铁路对张家口地区电力系统的影响及其治理方案的探讨
ａｐ ｃ ｆ ｏ ｅ ｕ ｌｙ Ａ ｈ ａ ｉ ｅ ｓｎ ｔ ｉ ｖ ｔｃｍｐ ｎ ａｏ （ ＶＣ） ｔｃ ｎ ｌｇ ｔＳ ｎ ｆｎ ｕ ｓａｉ ｓｅ ｔ ｗ ｒ ａｉ ． ｔ ｅｓｍｅｔ ，ｕｉｇｓ ｔ ａ ｏ ｅ ｓｔｒ Ｓ ｏｐ ｑ ｔ ｔ ｍ ａｃ ｅ ｈ ｏｏｙ ａ ａ ｍａａ ｇｓ ｂｔｔ ｎ ｏ
１ ４
华 北 电 力技 术
Ｎ Ｒ Ｈ Ｃ Ｉ Ａ Ｅ Ｅ Ｔ Ｉ Ｏ Ｒ Ｏ Ｔ Ｈ Ｎ Ｌ Ｃ Ｒ Ｃ Ｐ ＷＥ
电气 化 铁路 对 张 家 口地 区 电力 系统 的影 响及 其 治 理 方 案 的探讨
梁志强 ， 张广 辉 ， 王 和
（张 家 口供 电公 司 ， 河北 张 家 １ ０ ５ ０ ３ ７ ０ ０） ＇
关键词 ： 电气 化 铁路 ； 波 ； 谐 负序 ； 电力 系统 ； 止 无 功 补 偿 器 （ ＶＣ） 静 Ｓ
中 圈分 类号 ： Ｍ １ ． Ｔ ７４２
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ３９ ７ （ ０ ０ ０ －０ ４０ １ ０ －１ １ ２ １ ） ９ ０ １ － ４
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂｙ ｔ ｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｒ ｑ ａ ｉ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｔ ｈ ｐ ｗｅ ｕ ｌ ｙ ａ Ｄａ ｉ ａｌ ｙ ｅ ｓｓｄ ｒ ｃ ｉｎ ｕ ｓ ａ ｉｎ ａ ｄ ｔ Ｓ ｎ ｆ ｎ ｕ ｓａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｑｎ ｒｉ ｗａ ａ ｔ ｉ ｅ ｔａ ｔ ｓ ｂ ｔ ｔ ｎ ａ ａ ｍａ ａ ｇ ｓ ｂ ｔ ｔ ｏ ｏ ｏ ｗｈ ｃ ｏ ｎ ｃ ｓ ｔ ｔ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｍｏ ｉ ｎ ｅ ａ ｉ ｅ ｓ ｑ ｅ ｃ ｄ ｙ Ｄａ ｉ ｌｃ ｒｆｅ ａ ｌ ｙ ｔ ｈ ｌｃ ｉ ｈ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｉ，ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｈ ｒ ｎ ｃ ａ ｄ ｎ ｇ ｔ ｅ ｕ ｎ ｅ ｍａ ｅ ｂ ｑ ｎ ｅ ｅ ｔ ｉ ｄ ｒ ｉ ｌ ｖ ｉ ｗａ ｏ ｔ ｅ ｅ ｅ — ｔｉ ａ ｏ ｒ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｂ ｔ ｄ ｅ ｔ ｉ ｉ ｅ ｐ ｕ ｎ ｅ ａｕ ｔ ｇ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ｅ ａ ｌ ｙ ａ ｎ ｕ ｉ ｕ ｕ ｔ ｍｅ ｒ ｍ ｈ ｒｃ ｌ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｓｕ ｉ ｄ，ｈ ｓ ｓ ｈ ｌ ｆ ｌｉ ｖ ｌ ａ ｉ ｈ ｌ ｃ ｒｆ ｄ ｒ ｉ ｎ ｉ ｗａ ｓ ａ ｎ ｑ ｅ ｃ ｓｏ ｒｆｏ ｔ ｅ
第8章 交流电气化铁道对电力系统的影响和改善措施
（2）单相V，V结线牵引变压器 其端子标志如图8-8(a)所示，为使原、副边电压同相，可有两种联接 方式，如图8-8(b)、(c)所示。
8-1-5 减少负序影响的措施 （3）三相V，V结线牵引变压器 其端子标志和联接组如图8-9所示。
8-1-5 减少负序影响的措施 5、牵引变电所换接相序的接线设计步骤和方法 设计步骤：
8-1-5 减少负序影响的措施 4、牵引变压器的端子标志、联结以及供电臂相序与电力系统相序的 关系 （1）三相YN，d11结线牵引变压器 其端子标志如图8-7(a)所示，其联接组如图8-7(b)所示，则，当其副边 C端子接钢轨、供电臂相序与电力系统相序的关系如图8-7(c)所示。
8-1-5 减少负序影响的措施
(8-2)
8-1-3 单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流 其相量图如图8-2所示：
单相负荷在电力系统中引起的不对称程度用不对称系数表示为；
I2 K i 100% I1
(8-3)
8-1-3 单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流 2、正序功率和负序功率 如果以I为基准量，则UB和UC的相量关系、相电压与正序电流的相位 关系、相电压与负序电流的相位关系如图8-3所示。
1）对于空气冷却和氢气表面冷却的发电机，可按下式计算：
2 I2 t 30
2）对于内冷发电机，应通过试验来确定。
2、感应电动机
通常对10.5kV母线上的允许值按5%考虑。 因为感应电动机在结构上对发热有一定裕度，所以国家无明确规定。
8-1-3 单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流
8-1-3 单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流 1、正序电流和负序电流
(8-9)
8-1-4 不同结线型式的牵引变电所负荷引起的负序电流
电气化铁路供电系统及其对电力系统的影响
电气化铁路供电系统及其对电力系统的影响摘要:对我国电气化铁路的发展、供电方式及其对电力系统的影响进行了综述。
电气化铁路具有运量大、速度快、运费低、能耗较低、受自然影响小等优势，具有显著的经济和社会效益，是当前铁路发展的主要方向。
同时电气化铁路牵引负荷是一种大功率单相整流负荷，它具有很大的移动性和波动性，产生的负序及谐波电流会对电网接入点的电能质量产生不利影响。
文中分析了电气化铁路对电网的影响，总结了现有的治理措施，并提出了建议。
关键词:电气化铁路;牵引变压器;电力系统;电能质量近年来，随着科学技术的发展和新型材料的应用，我国电气化铁路得到空前发展，为我国铁路运输业提供了巨大的推动力。
但是，在电气化铁路系统日渐完善的同时，其对电力系统的影响也更加明显，由于电气化铁路系统中，电力机车带有冲击性负荷，如果将其接入电网，必然会在电力系统中产生巨大的谐波电流，如果并未实施科学且合理的治理措施，必然会严重威胁电力系统运行的安全性和平稳性。
一、电气化铁路及供电方式1.1电气化铁路的基本概念电气化铁路是由电力机车和供电系统两部分构成。
整个供电系统是由供电电源和牵引供电系统两个部分构成。
其中供电电源包括电力系统变电站和供电系统供电的高压输电线，牵引供电系统由牵引网和牵引变电所构成。
铁路运输的牵引动力是电力机车，其本身不携带能源，通过牵引网输送的电流，由牵引电动机通过车载变流器输出能量进而驱动车轮。
1.2牵引变压器的接线方式我国牵引变电所的牵引变压器的接线方式一般有单项接线（I/I）三相接线（V/V、Yn.d11）和三相/两相平衡接线等。
与传统铁路相比，电气化铁路与其的根本区别是:带动列车运行的电力机车不是自带能源机车，电力机车需要靠牵引供电系统输送电力产生动力。
牵引供电系统主要包括接触网和牵引变电所。
牵引变电所通常建在铁路沿线，按照铁路电气化区分划段，考虑到牵引负荷和接触网的供电能力，每相隔一定距离就会设立牵引变电所。
电气化铁路供电系统及其对电力系统的影响
电气化铁路供电系统及其对电力系统的影响摘要：电气化铁路凭借它们的高速运输、重载和环保优势,这就是铁路事业发展的趋势。
本文重点深入分析了高速电气化铁路对于我国电网的主要影响,对于当前我国高速铁路运输电气化工程建设的未来发展、供电管理模式及其对于我国电力系统的主要影响问题作出了简要综述。
关键词：电气化铁路；供电系统；电力系统前言电气化铁路在技术上不仅具有铁路交通和输运量大、速度快、运费少、能源消耗低、受到自然条件影响较小等六大特点,并且同时具备显著的微观市场经济和宏观社会效益,这一点是当前推动我国现代铁路交通建设与经济发展的重要主体。
同时,由于全线电气化的中国铁路机车牵引传动负载系统是一种采用带有大电流功率的大型单相高压整流器的负载,它在正常工作时将会具有极强的负载移动性和频繁的负载波动性,所以负载产生的带有负序和谐性或波性的电流将可能会对各个牵引电网间的连接接受到点和该接触点的电力输出量和电能系统质量运行造成不利的直接影响。
1电气化铁路供电系统概述电气化铁路供电系统主要由主动牵引变电所及被动接触网部分组成。
来自架空高压铁路输电系统线路的架空高压电电流经过高速牵引电动变配电所电路进行直流降压或通电整流后,送至高速铁路上的架空高压接触网,电气电动机车则通过平滑电气线路的弓电路进行高压受控供电,牵引电动机车可以继续高速行驶。
供电划分方式电压划分一般为直流稳压供电[1]。
2电气化铁路供电系统负荷特性2.1负荷波动频繁由于铁路旅客运输流量主要分布在不同的运输地区、不同类型旅行团的时段千差万别,铁路运输的具体组织者为了充分适应运输旅客的不同需要,就不同相应问题制定了不同的旅客编组、不同时段跟踪旅客间距的铁路火车票等运输旅客解决问题方案。
2.2牵引负荷大,可靠性要求高客运特快城际专线开行旅客列车日均运行量和速度高,高峰期间开行旅客列车流量大和密度较大。
空气阻力系数是一种伴随着级数速度比的变化而不断呈现出几何性的并随级数速度变化而不断增长,列车的使用牵引力主要目的是为了能够克服空气阻力而继续运行,牵引力的载重量相对负荷较大。
电气化铁路对电力系统的影响
电气化铁路对电力系统的影响作者：张骋来源：《中国科技博览》2013年第19期[摘要]：电气化铁路在运行中，因为电力供应、单相供电以及整流等原因的影响，容易使得电气化铁路对电力系统产生影响。
本文结合多年实际工作经验，对电气化铁路对电力系统产生的影响进行了深入分析，并针对存在的影响提出了一些有效的改善措施，利于电气化铁路更好的发展。
[关键词]：电气化铁路电力系统影响一、电气化铁路随着科技的发展，铁路发展也得到快速发展，在铁路运输发展方面，电气化铁路已经替代了传统的内燃机方式，提高了运输效率，不过因电气化铁路需要电力供应，而电气铁路的牵引负荷具有非线性以及波动不对称的特点，对电力系统产生一定的影响，因此，为了更好的发展电气化铁路需要分析电气化铁路对电力系统的影响，采取措施进行优化改善。
二、电气化铁路对电力系统产生影响的因素在电气化铁路中，电力系统供电一般采用单相供电的方式，并且对电流进行整流，这两种方式会对电力系统产生主要的影响。
1.电气化铁路中的负序电流电气化铁路采用单相供电方式，容易引起供电牵引变电站中的三相电力负荷产生不平衡的现象，从而导致负序电流的产生，负序电流会通过供电进入到电力系统中。
由于牵引负电荷是典型的三相不对称的负荷，且在供电时，牵引变电站的各个供电臂负荷不相等，不仅负荷不同，其功率因数也不相同，因此，这样就造成负序电流的产生，同时将负序电流引入到电力系统中。
2.电气化铁中的谐波为了优化供电方式，在电气化铁路供电时，需要对其进行整流，而整流容易引起谐波，产生的谐波也会通过供电进入到电力系统中。
除此之外，在电气化铁路中，需要采用电力牵引的方式，而电力牵引需要用到整流型的电力机车，在电力机车运行过程中，会反复的做跳级以及滑动的运动，从而导致电路容易出现电弧，继而引起谐波的产生，谐波电流通过牵引变电站进入到电力系统中。
三、电气化铁路对电力系统的影响电气化铁路对电力系统的影响主要来自于负序电流以及谐波的影响，这两种影响会直接关系到电力系统的安全问题。
电气化铁路谐波对电力系统的影响
跳闸 ， 山西 、 河南 和贵州等省负 序已引发电网大面积停 电或系统解列 ， 电网产生局部谐振 ， 网损明显加大 ， 发电机转子损坏 ， 电保护和 自动 继 装置非正 常频繁启动 ， 用户电机和电容器大量烧坏或不能正常运行 ， 小 火 电厂不能就近并网等一系列危 害， 国民经济蒙受 了巨大的损失 。 使 随 着电气化铁路在我省的逐步发展 ，如何使其对 电力系统的影响降为最
３电铁 负 荷 功 率 因 数 及 补偿 措 施 ．
电气化铁 路的供 电是在 铁路 沿线建 立若 干个牵 引变 电站，采用 １Ｏ Ｖ双电源供 电， ｌｋ 经牵引变电站 ， 一般 由电力系统变压器降为 ２ ． Ｖ ７ ｋ ５ 或 ５ｋ ０ Ｖ后通过牵引 网（ 接触网 ） 向电力机车供 电。电力机车采用 ２ ｋ ５Ｖ
３１电力 牵 引负 荷 的功 率 较低 ，这是 因为整流 型电力机车 的
平均功率因数仅为 ０ ～ ． 。 ． ０ ５ 当机车采用再 生制动时 ， ８ ８ 功率因数又大大 降低 。此外 ， 由于牵 引网阻抗 的影 响 ， 引负荷 网上有 功和无 功损失之 牵 比远小于 １ 因此功率因数要降低 ０ ｌ ０ ５ 同样 ， ， ． ～． 。 Ｏ ０ 由于牵引变压器阻 抗的影响 ， 牵引变电 １Ｏ Ｖ侧 的功率因数还要降低约 ０ ５ ｌｋ ． 。 ０ 功率因数降低 ， 不仅使牵 引供 电系统设备 的能 力不能充分利用 ， 还 对 电力系统产生如下影响： 降低发 电机的出力 ， 电机设备效率降低 ， 使发 发 电成本提高 ； 降低输 电和变 电设施 的供电能力 ； 使网络电力损 耗增加
电气化铁路对电网的影响
触网， 接触网的工作电 压通常为19 一 kV, 30
电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电
能， 牵引列车运行。 受电弓的运动状态很复 杂，由于影响因素很多， 所以其故障较多。
为了保证正常运行，电气化铁路采取每 日
率可达100%。 负序容量较小， 它把三相制
电网电源变为两相输出， 当两相侧负荷相等 时三相侧电流平衡， 负序电流为0。 但Scott
阻抗匹配平衡牵引变压器接线原理图
同样的主变，1 台运行，1 台备用。其接触 网为BT制， 相邻牵引变电站之间的距离( 按 馈电臂长度 )为20 ~ 50 km。 这种接线方式 的变压器容量利用率较低， 只有75% ， 负序 容量为正序容量的50%0 d. Scott接线变压器。 Scott接线变压器 将2 台单相变压器接成 丁 型接线， 容量利用
线原理图如图3 所示。
机车直接输送电能的设备。电力机车利用
车顶的受电弓从接触网获得电能，牵引列 车运行。 牵引供 电制式按接触网的电流制有直 流制和交流制2种。 直流制是将高压三相电 力在牵引变电站降压和整流后， 向接触网 供 直流电。 交流制是将高压三相电力在变电站
图3 单相牵引变压器接线原理图
无 电区
.
武汉大学电气工程学院 张绍宾
徐州供 电公司 井 伟
摘 要 介绍了目 前我国电气化铁路的发展情况和徐州电网的电气 化铁路情况， 以及电气化铁路的 供电方式和牵引变的 接线方式，在此基础上探讨了电气 化铁路的负 序、谐波、电 磁干扰等时电
网的影响，并提 出了治理措施。
目 前，我国列车牵引方式有蒸汽机车 牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引3 种 ， 其中采用电力机车牵引列车的铁路称为电 气 化铁路。 世界上第一条电气化铁路是德国西 门子公司和哈尔斯克公司于1879年在柏林
分析电气化铁路供电系统
分析电气化铁路供电系统【摘要】本文从电气化铁路的开展动手，对电气化铁路的牵引供电原理、牵引变电站及接触网、其对电力系统的影响进行了讨论，提呈现阶段国内外应采取的措施，文章具有一定的指导意义。
自1879年世界第一条电气化铁路在德国柏林建成以来，电气化铁路开展疾速。
1961，年我国第一条电气化铁路宝成线的宝鸡至凤州段建成，电气化铁路开展五十多年。
随着大批客运专线、煤运通道、城际铁路等项目的开工，现代铁路对电气化的请求越来越高，估计到2020年，中国铁路电气化率可达60%。
电气化铁路有着俭省能源、运输功率大、运输成本低、车辆周转快、维修成本低、以及耗能少污染少等多方面的优点，同时，也存在挪动性和动摇性大、负序及谐波电流影响电能质量招致三相电压不均衡、波形畸变及电压闪变等问题需求处理。
1.电气化铁路概述1.1 电气化铁路牵引供电原理与传统铁路不同，电气化铁路运转的动力不是自带能源机车，而需牵引供电系统送电以提供动力。
铁路沿线有若干个牵引变电站，经降压器降压至27.5kV，再经过牵引网向电力机车供电，牵引变电站采用双线双变供电以保证供电的牢靠性，两路供电互为热备用。
机车普通为25kV单相工频交流电压，行驶在架空接触导线与钢轨之间。
电气化铁路的牵引变压器普通为单相，从电网两相受电。
牵引供电系统一次侧包括牵引变电站及接触网。
每个牵引变电站有两个供电臂，当牵引变电站停电时，两接触网臂便可经倒闸由相邻两牵引变电站供电。
1.2 牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，是电气化铁路的中心。
牵引变电所的主要任务是将由电力系统接入的三相高压电变为可供电力机车运用的单相交流电。
普通来说，牵引变电所内设备分为一次和二次设备，其中一次设备主要功用为完成电能的保送、变换、分配等，包括接触高压电气设备如母线、避雷器、互感器等;二次设备则请求智能化与集成化，构成牵引变电所系统，为变电所的远动控制提供可能。
牵引变电所接入国网侧为220kv或入110kv的三相交流电，将其转变为源将27.5kv的单相交流电电气列车运用。
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电气化铁路对电力系统的影响分析
摘要：科学技术的发展迅速带动了电气化铁路的发展。
由于强电流集束效应的存在，使得电气化铁路牵引供电变电系统中的牵引供电网结构较大，负荷也不同于一般负荷。
不能计算系统的电流分布、牵引网的阻抗、短路电流等，计算过程复杂且结果不准确。
电力铁路的重点是改造铁路供电系统，三相工频交流电压通过电力系统与单相工频交流电压相连，三相工频交流通过牵引变压器转换成单相工频交流，然后由机车供电。
电力牵引供电、电气化铁路变电系统发生故障的概率大，牵引车和变电所三相交流电转换成单相交流电，这必然会造成三相电力系统的非对称运行。
负序电流将干扰小容量三相电源，系统的负序电压可使该线路上其他负载的电源中断而不发生故障，并干扰该线路第二侧的保护装置。
采用遗传算法确定牵引变电所的最佳位置和分区，确定牵引供电臂的合理长度，从而达到牵引网电能损耗最小的目的。
虽然该算法能获得牵引变压器的容量，但由于牵引供电和转换系统中数据量大，计算复杂度高。
在牵引供电变电系统中，采用多导线电气化铁路牵引供电，可获得瞬时电流，但是，由于运行位置和速度的差异，还不能充分反映列车运行过程对结果的影响。
基于大数据分析，提出了电气化铁路牵引供变电系统的设计方法，借助大数据分析技术，充分发挥高效搜索特性。
关键词：电气化铁路；电力系统；影响分析
引言
随着物联网及5G通信技术的快速发展，两者结合应用于高速铁路，加快推进了中国高铁向智能化方向发展的速度。
牵引供电系统是高速铁路实现智能化运行的重要组成部分之一，而智能化牵引变电所又是牵引供电系统实现智能化运行的核心。
我国目前智能化牵引变电所的应用仍处于起步阶段，当前运行的电气化铁路绝大部分以普通型的牵引变电所为主，设备不够智能，运行状态以人工判断检修为主，整个供电系统故障判断及故障后恢复仍然以人工为主。
随着中国电气
化铁路的快速发展，人工成本逐年增加，智能化铁路是铁路发展的必然趋势，要
实现铁路智能化运行，智能化牵引变电所的应用是必不可少的环节。
1我国铁路智能变电所技术现状
当前，我国电气化铁路牵引供电系统运行方式虽然包含直供加回流、AT供电等，但每种供电方式所采用的供电设备、综合自动化保护系统大致相同，设备组
成仍然是以传统形式为主，变电所设备运行状态以人工定期检测试验为主；综合
自动化保护系统只是通过对供电系统的电流、电压等运行数据进行检测，实现对
供电系统运行故障区段的及时切断，但系统故障判断和恢复供电方案的确定仍以
人工为主；变电所日常值班或值守需配备人力，还不能实现无人化监测，变电所
内设备运行状态通过值班人员进行定时巡查，记录各种表计运行数据，通过听、闻、观、测来判断；变电所倒闸作业需要供电调度中心操作和变电所值守人员确
认共同完成。
变电所二次保护系统通过控制电缆及信号电缆采集设备运行状态及
数据，变电所线缆数量众多，出现故障后排查困难。
随着中国铁路的快速发展，
铁路运行的安全性、可靠性要求越来越高，运营维护的工作量快速增加，智能化
高速铁路是发展必然趋势，智能建造、智能装备、智能运维将有效解决建设和运
维人员需求量大的问题。
2系统设计
主从机系统中，在主从式系统中如何实现通讯连接是一个关键问题。
现有的
串行和并行总线连接方式存在接口复杂、接线多的问题，导致数据传输速度较慢。
该系统采用开放式模块结构，构成主从多机系统。
主从机为串行总线，它的方案
设计灵活、紧凑、易于扩展，具有高可靠性、实时性，易于维护。
为了提高整个
系统的性价比，采用了板级设计和部件设计相结合的原则。
2.1单片机
以8031单片机为硬件控制核心，由A/D转换器、内存、解码和逻辑控制等
部分组成。
利用MCU的RD和PSEN信号作为两个输入端，与非门芯片enableCE
端和AD574A相连的是AND门的输出端和WR信号，与解码器直接相连的是芯片选
择信号的CS端。
其中，为了保证转换的正确性和结果的平滑输出，门的另一输
出通过逆变器与AD574A读写转换信号的R/C端相连。
2.2供电线路
电力电缆主要采用110kV，沿路牵引变电所使用的单相接线变压器，其主要
作用是把110kV电力转换成27.5kV电力供机车牵引使用，钢索悬链线分布；与
电缆平行架设接触网，电力机车运行于接触网与轨道之间。
中央变电所将电力从
一般三相500kV和220kV的公共电网中转移到单相110kV的电网中，由电力电缆
沿线路牵引变电所将单相110kV电能转换为27.5kV电能，供机车牵引使用。
2.3中心变电所结构
中心变电所结构由中转站、主牵引变压器和同相补偿装置等构成。
中转站是
由主变和配变两部分组成的专用变电站，其变压器是一种特殊的平衡变压器，具
有供电容量大、电压幅度大和垂直相位大等特点。
主牵引变压器和同相补偿装置
为中心变电站的电缆负荷供电，主要的牵引变压器承担着主要的供电任务，同相
补偿装置承担着次要的供电任务，电缆负荷计算容量等于牵引变压器同相补偿装
置计算容量之和。
3电气化铁路对电气系统的影响
3.1对发电机的影响
涡轮发电机转子是敏感部件，因为涡轮发电机转子的谐波和负温升大于定子，因此，过热事故会损坏转子组件的安装表面，并且当顺序反向电流流过发电机时，会产生反向磁场。
该反向磁场产生反向同步转矩，该反向同步转矩产生附加振动。
谐波还会在电动机中引起振动和噪声，而长期的振动会导致金属疲劳和机械损坏。
对于靠近牵引站且远离电源（电动遥控器）的异步电动机，应将定子绕组缠绕在
敏感位置，具有结构简单、制造方便、价格便宜、运行方便等特点，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。
3.2对电力变压器的影响
谐波电流会在变压器绕组中产生额外损耗，导致外壳、外部硅钢板和某些紧
固件过热以及局部过热，从而加速变压器的老化,并影响其使用。
使三相电流不
对称，当最大一相电流达到额定值或允许过载值时，较小的两相电流还小于该值，从而使变压器容量利用率下降。
负序电流造成变压器的附加电能损失，并在变压
器铁芯磁路中造成附加发热。
另外，三相电源系统的反向电流不平衡，导致变压
器额定输出不足（变压器容量降低）。
3.3对输电线路的影响
我国目前在线运行电力机车是一种单相大功率整流负荷，而且运行具有很大
的随机性，这样在运行过程中会产生大量的谐波与负序电流，其通过牵引变电站
会注入电力系统，不仅会使电力系统损耗増大、能量损失巨大、降低容量利用率，还会对电网电能质量造成一定的影响，威胁电力系统的稳定、安全、经济运行。
结语
在大数据分析中，采用微粒群算法对牵引变电站和变电站位置进行优化。
合
理地确定牵引供电臂的长度，可使牵引网的功率损失最小。
适用于牵引变压器接
线方式及安装容量。
实验证明，该法收敛性好，能有效降低牵引网的损耗，达到
节能减排、减少投资、提高公用接入点电能质量的目的，可供牵引供电系统设计
时参考。
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