电气化铁路负荷特性分析和计量方案分析

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电气化铁路负荷特性及对电能质量的影响与建议

关键词：电气化铁：ｅｌｅｃｔｒｉｉｅｆｄｒａｉｌｗａｙｓ；ｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃ；ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ；ｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅ；ｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ
潘美容ＰＡＮＭｅｉ — ｒｏｎｇ；杨利兵②ＹＡＮＧＬｉ — ｂｉｎｇ；杜雅飞①ＤＵＹａ — ｆｅｉ
（ ① 国网山西省电力公司客户服务中心，太原０３０００８； ② 国网忻州供电公司，忻州０３４０００）（（￣）ＣｕｓｔｏｍｅｒＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＳｈａｎｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００８，Ｃｈｉｎａ：
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｍｏｄｅｍｅｌｅｃｔｉｒｉｆｅｄｒａｉｌｗａｙ，ｌｉｋｅｓｉｎｇｌｅ — ｐｈａｓｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｉｍｐａｃｔｌｏａｄｈａｖｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｉｍｐａｃｔｏｎ
ｈｅｔｇＴｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒａｉｌｗａｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｈｅｔｅｌｅｃｔｉｒｉｆｅｄｒａｉｌｗａｙｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｏｒｇａｎｉｚｅｄ

电力负荷特性和计算分析

电力负荷特性和计算分析1. 介绍电力负荷特性和计算分析是电力系统中一个重要的研究领域。

理解电力负荷特性有助于电力系统规划、运营和控制，并提供有关负荷需求预测和电力市场开展的信息。

本文将介绍电力负荷特性的根本概念和常用的计算分析方法。

2. 电力负荷特性概述电力系统的负荷特性指的是电力负荷与时间的关系。

负荷特性是描述电力负荷的变化趋势和规律，包括负荷的峰谷差、负荷的季节性变化、负荷的周日变化等。

电力负荷特性的研究对电力系统的运行和规划非常重要。

3. 负荷数据收集与预处理进行电力负荷特性分析的第一步是收集和预处理负荷数据。

负荷数据可以通过电力系统的监测设备、电力公司的统计数据或其他相关数据源获取。

在收集负荷数据后，需要进行数据清洗和预处理，包括去除异常值、缺失值填充和数据归一化等。

4. 负荷曲线分析负荷曲线是描述电力负荷变化的图形。

通过对负荷曲线的分析，可以获得负荷的峰谷值、负荷的波动范围和负荷的稳定性等信息。

常用的负荷曲线分析方法包括峰谷检测、趋势分析和周期性分析等。

5. 负荷分布特性分析负荷分布特性是指电力负荷在不同时间段的分布情况。

通过对负荷分布特性的分析，可以了解负荷的小时分布和区间分布等信息。

常用的负荷分布特性分析方法包括负荷分布图、累积分布函数和盒须图等。

6. 负荷预测负荷预测是利用历史负荷数据来预测未来负荷水平的方法。

负荷预测在电力系统的运行和规划中非常重要。

常用的负荷预测方法包括时间序列预测、回归分析和人工智能技术等。

7. 负荷分解与负荷类型识别负荷分解是将总负荷分解为各个具体负荷的过程。

通过负荷分解，可以了解不同负荷类型对总负荷的奉献程度。

常用的负荷分解方法包括统计分解法、因子分解法和神经网络等。

8. 负荷仿真与评估负荷仿真和评估是通过建立负荷模型来进行负荷情景分析和评估的过程。

负荷仿真可以帮助评估电力系统的容量需求和供电可靠性。

常用的负荷仿真和评估方法包括蒙特卡洛模拟、马尔科夫链和灰色系统理论等。

电气化铁路负荷对电网负荷特性的影响分析

力高等专科学校电气工程及其自动化专业，高级工程师，
从事信息通信调控工作；刘毅敏（１９７４一），男，山西阳泉人，２００９年毕业于太原理
工大学电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事信息通信调控工作；
赵文华（１９８９一），女，山西晋城人，２Ｏｌ１级太原理工大学
如
气化铁路负荷不断增加，该负荷在电网负荷中所占
比重越来越大，给电力系统安全稳定运行带来了隐
患，因此对电气化铁路负荷的研究分析十分重要。
１电气化铁路负荷
随着经济的发展，科学的进步，山西省部分地区电网中的不可控负荷所占比重越来越大，负荷的性负荷不断增加，严重影响着电力系统的安全稳定
图１电气化铁路负荷增长情况
电气化铁路负荷的改变随着铁路运输计划而改变，该类负荷很难长久维持不变，经常会在短时间内
调控难度增大；尤其是类似电气化铁路负荷的冲击从零负荷变化为满负荷，或从满负荷快速降至零负荷；电气化铁路负荷一般来说，相同工作１３的最大运行，因此，对电气化铁路的电力负荷进行研究分负荷和最小负荷不可确定，１ｄ之内负荷变化很大。析就显得十分重要ｌｌｌ。图１是山西某地区近几年电通过研究分析，电网负荷的波动性会由于电气化铁气化铁路负荷的增长情况。路负荷的不确定陆增大，影响电力系统安全稳定运行。
关键词：电气化铁路；负荷特性；周期性；波动性中图分类号：ＴＭ７１４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１ — ０３２０（２０１４）０４ — ００２８ — ０３

“复兴号”CR400AF 和CR400BF 动车组重联运行电气负荷特性分析

1.2 动车组电气原理 1.2.1 动车组牵引传动系统简介 “复兴号”CR400AF 和 CR400BF 动车组均为 4 动 4 拖设计，分为 2 个动力单元，每 2 节动车为 1 个动力单元，共用一台牵引变压器。整列车配置两台受电弓分别位于 3 车与 6 车。牵引供电系统为单相工频 25kV 交流电，车顶的受电弓将电能经牵引变压器供给四象限整流器，四象限整流器将单相交流电整流成直流电，再由逆变器输出三相交流电，供给牵引电机为机车输出动力。图 3 为“复兴号”动车组单个动力单元牵引传动系统简化示意图，其采用交直交型主电路结构，牵引传动系统主要由受电弓、主断路器、牵引变压器、整流器、中间直流环节、牵引逆变器、三相异步交流电机等组成，四象限整流器的性能表现决定了整个牵引传动系统的电气特性。
AT
AT
AT AT T
55kV
R
F
AT
AT
AT AT T
R
F
图 1 全并联 AT 供电方式结构图
北京方向
IT211
下行
IF211 IT212 上行 IF212
A
B
IA
IB
C
IC
IT1 T1
UT R
IT2 T2
R UT
UF
F2 IF2 F1 UF
IF1
天津方向
IT213ຫໍສະໝຸດ 下行IF213IT214 上行
IF214
牵引变压器是牵引变电所的核心设备，京津城际铁路沿线的亦庄和武清牵引变电所各有 4 台 220kV/2*27.5kV 牵引变压器，其接线形式为 VX 接线，如图 2 所示。
VX 接线形式的牵引变压器的原边电流 IA，IB，IC，与副边电流 IT1，IF1，IT2，IF2 的关系为：

基于概率统计的新疆电气化铁路负荷特性分析及对地区电网的影响

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｉｒｆｉｅｄｒａｉｌｗａｙｉｎＸｉｎｊｉａｎｇａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｅ－
ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｌｉｎｅｅｔｃ．，ａｎｄｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｒｅａｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｕｉｇｄｉｎｇｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅｆｏｒｌｏａｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｅｌｅｃｔｉｒｆｉｅｄｒａｉｌｗａｙ，ｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｅｔｃ．
第３６卷第１期
２０１３年２月
四川电力技术
ＳｉｃｈｕａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２０１３

基于概率统计的新疆电气化铁路负荷特性分析及对地区电网的影响

浅析电气化铁路负荷对电网电能质量的影响及其治理措施

重，整个电网出现了各种各样的问题，比较突出的问题有：电容
不用程度的影响。鉴ｆ此，该省电力公司针对所有地级市的供电情况进行了测试分析，掌握其牵引站和供电系统连接点的电能质量，主要针对的是背景谐波和负序。具体测试的时候采用连续测量的方式，各个测试点的测试口间必须达到２４小时以上，记录问隔时问选择１分钟，各个周期内采样数目必须多余１２８，不同谐波分析的周波不得少于４个。参考我国现行的基本标准进行数据的统计和分析，下面将针对统计后的监测数据进行分析，得到以下的测试结果。
科技风２０１８年２月
水利电力
善
ＤＯＩ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１ — ７３４１．２０１８０４１３７
浅析电气化铁路负荷对电网电能质量的影响及其治理措施
纪麟儿
三峡大学湖北宜昌４４３００２；国网十堰供电公司湖北十堰４４运输能力，而且提高能源的利用效率，达到节能减排目的。近些年来我国经济发展十分迅速，而且科学技术也取得了很大的进步，电气化铁路的发展也到了一个关键时期。不过因为单相运行、负荷变化ｖＡ＇及整流供电等因素的存在，电气化铁路牵引符合对电网产生了一些不利影响，首先是降低了功率因数；其次是三相电压平衡性减弱；再者是谐波超出标准；最后是电压波动幅度较大等。本文参考我国河南省电网的现状和电气化铁路的发展情况，对电气化铁路负荷对电网电能质量的影响特点进行了探讨，有针对性地提出相应的治理措施关键词：河南电网；电气化铁路；电能质量；治理措施随着电气化铁路的应用不断深入，铁路网络的运输能力将会逐渐增强，能源利用效率也会得到很大程度的提升，有利于实现节能减排的目标，同时能够促进我国经济社会的健康发展。我国在《中长期铁路网规划》中明确指出，截止到２０２０年的时候，我国铁路的总里程数必须达到５万公里以上。由于电气化铁路的发展相当迅速，其相应的牵引供电系统规模也会逐步扩大。作为我国铁路网络的中心，河南省铁路电气化比例相当大，可靠数据显示，在２０１５年底的时候，该省的电气化铁路里程数已经超过了２５００公里。河南省的地级市几乎都设置额电气化铁路牵引站，牵引站总数接近４（】座，容量和负荷则是分别达到２６００ＭＶＡ和１１００ＭＶＡ左右，约为３０亿千瓦时的电量位列我国电网公司第二名。然而需要指出的是，对于电气化铁路而言，目前我国使用的主要是工频单相交流制，所以电力机车单相整流负荷具有相当大的波动性，这对三相对称供电系统产生了不利影响，进而使得其对称性、线性以及稳定性均不理想。三相谐波电流的平衡性较差，整个电力系统因此受到很大影响。与此同时，整个牵引网出现谐振的可能性增强，最终使得谐波电流变得相当大。随着谐波电流的不断增加，无功功率占据的比例不断增加，其功率因数也会逐渐降低，相比谐波电压而言，谐波电流畸变问题更为突出。尤其是近些年来电气化铁路负荷持续增加，河南省的敏感用户也越来越多，谐波和负序等问题变得十分严

电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议

电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议景德炎铁道部工程设计鉴定中心（铁道部经济规划研究院）电气化咨询部摘要：在介绍电铁工作原理的基础上，详细分析了电铁牵引负荷特性及其供电需求，提出了对电铁供电方案和改善电能质量的建议，以及加强铁路、电力协商与合作，促进共同和谐发展的期待。

关健词：电铁负荷供电方案电能质量Abstract: On the basis of introduction of the electric railway work- principle, the specialities and power supply requirement of electric railway traction loads were detailedly analyzed, suggestion of improving electric railway power supply scheme and electric power quality, reinforcement the cooperation of electric railway with electric power, hope of accelerating jointly and harmoniously develop were put forward.Key words: electric railway traction loads, power supply scheme, electric power quality我国电气化铁路从1961年8月15日宝成线宝鸡至凤州段建成通车开始，经过四十多年的建设和发展，到2006年底，电气化总里程已达24000公里，位居世界第二位。

京广线、陇海线、京沪线、哈大线等主要干线都已实现电气化。

铁路具有占地少、能耗低、污染小、成本低、运量大、全天候的比较优势，特别是电气化铁路运输能力大，综合能源利用率高，节能减排优势明显，是我国铁路的发展方向。

电气化铁路负荷特点及电能计量方式的探讨

电气化铁路负荷特点及电能计量方式的探讨在供电的过程中容易对电力系统造成一定的负面影响，导致电流波形和电压波形的畸变，产生谐波效应，使电能计量产生一定的误差。

文章首先简要介绍了电气化铁路，并在此基础上分析了电气化铁路的负荷特点，阐述了有功电能的计量方式，并对计量数据进行了比较和分析，希望能够为电气化铁路的进一步应用和发展提供一些意见，仅供参考。

标签：电气化铁路；负荷特点；电能计量；计量精度1 概述电气化铁路的发展伊始是在1879年，德国柏林建造的世界上第一条电气化铁路，为电气化铁路的发展铺下了基石。

我国的电气化铁路发展较晚，第一条电气化铁路始建于1961年，这条电气化铁路修建在宝鸡至凤州段，被称为宝成铁路，这是中国第一条真正意义上的电气化铁路，为我国以后电气化铁路的发展奠定了基础。

电气化铁路的运行方式是以牵引动力为电力机车的，在电力机车上不设原动机，其运行的電力由铁路电力供应系统来提供。

在铁路电力供应系统中，设置相应的接触网和牵引变电所，以保证对电气化铁路进行供电。

电气化铁路由于其自身的优越性，能有最大限度的节省能源、节约劳动力、降低铁路运输成本、提升运行效率。

电气化铁路中的电力机车的供电方式采用的是单相工频25kV的交流电压，这种交流电压非常适合电气化铁路的供电使用，在铁路沿线的牵引变电站中能够实现及时的给电气化铁路进行输送电量，电气化铁路的牵引负荷具有鲜明的特点——波动性、冲击性和非线性，这种鲜明的特点促使电气化铁路一般使用单相牵引变压器，进行电网的输配电，推动电气化铁路上的电力机车的运行。

2 电气化铁路负荷特点电气化铁路由于其具有特殊性，其在用电上也具有特殊性，电气化铁路的牵引变电所的设置相当重要，电气化铁路的牵引变电所的负荷与一般的用电负荷是不一致的，其采用的是三相不对称负荷，带有冲击性和波动性。

在电气化铁路的电力机车浸过接触网时是以如下的顺序进行的：电力机车产生的谐波电流→牵引变电所→电网因而，电气化铁路负荷具有以下特点：2.1 单相工频负荷电气化铁路的牵引变电所的负荷是三相不对称的单相负荷，在用电过程中，可以从电力机车中直接获取相应的功率，在与牵引接触网相接触的过程中产生负序电流进入到电网运行中，形成负序电压。

电气工程中的电力负荷特性分析与管理

电气工程中的电力负荷特性分析与管理在当今社会，电力作为一种不可或缺的能源形式，对于各个领域的正常运转起着至关重要的作用。

电气工程中的电力负荷特性分析与管理，是保障电力系统稳定运行、优化电力资源配置以及提高电力使用效率的关键环节。

电力负荷，简单来说，就是电力系统中各种用电设备所消耗的电功率总和。

它不是一个恒定不变的值，而是会随着时间、季节、天气、用户行为等多种因素的变化而发生改变。

这种变化特性，就是我们所说的电力负荷特性。

电力负荷特性具有多种表现形式。

从时间维度上看，电力负荷在一天内会有明显的峰谷差异。

比如，在白天的工作时间，工厂、办公楼等场所用电量较大，形成用电高峰；而到了晚上，特别是深夜，大部分用电设备停止运行，用电量骤减，形成用电低谷。

在一周内，工作日的电力负荷通常高于周末；在一年中，夏季和冬季由于空调、采暖等设备的大量使用，往往是用电高峰期。

从负荷的类型来看，工业负荷、商业负荷和居民负荷各自具有不同的特性。

工业负荷通常较为稳定且量大，其用电规律与生产流程紧密相关。

商业负荷则受营业时间影响较大，比如商场、超市在营业时段用电量较高。

居民负荷相对较为分散和随机，但也会受到季节和节假日的影响。

深入分析电力负荷特性具有重要意义。

首先，它有助于电力系统的规划和设计。

通过了解不同地区、不同时间段的电力负荷特性，电力部门可以合理确定变电站的容量、输电线路的规格等，以满足未来的电力需求，避免出现供电不足或过度投资的情况。

其次，对于电力调度来说，准确把握电力负荷特性能够实现更高效的电力资源分配。

在用电高峰时段，可以合理调配电力资源，确保重要用户的电力供应；在用电低谷时段，则可以对部分发电设备进行检修或调整运行状态，以提高设备的利用率和寿命。

再者，电力负荷特性分析有助于促进节能减排。

通过了解不同类型负荷的用电规律，可以制定针对性的节能措施，鼓励用户在低谷时段用电，采用分时电价等手段引导用户合理用电，从而降低整个社会的电力消耗和温室气体排放。

电力负荷特性与计算分析

28
第四节建筑配电负荷的统计计算示例
一,计算负荷的估算在民用建筑的方案设计阶段,必须对建筑内电力负荷进行估算,估算的准确与否,直接关系到建筑的变配电系统总体方案,变压器台数,容量的选择,以及配电设备,开关,导线的选择等,对建筑的投资预算影响很大.目前, 我们习惯使用的负荷估算方法有负荷密度法和单位指标法. 1,负荷密度法 2,单位指标法
(4)年最大负荷利用小时数Tma= D 8760 24
(6)负荷率,平均负荷与最大负荷的比值有功负荷率无功负荷率
α=
β=
Pav (α < 1) Pmax
Qav (β < 1) Qmax
15
第二节负荷计算的方法
所谓计算负荷,就是在已知用电设备性质,容量等条件的情况下,按照一定的方法和规律,通过计算确定的电力负荷.它包括有功计算负荷,无功计算负荷,视在计算负荷和计算电流,尖峰电流等内容. 求计算负荷的这项工作称作为负荷计算.
13
第一节
负荷曲线与特性分析
(1)年最大负荷Pmax,负荷曲线上的最高点, 见图6—3. (2)年最小负荷Pmin,负荷曲线上的最低点, 见图6—3. (3)全年消耗的电量AY为
AY = ∫
8760 0
Pdt
全日消耗的电量AD为
AD = ∫ Pdt
0 24
14
第一节
负荷曲线与特性分析
Tmax = W Pmax
22
第三节工厂供电负荷的统计计算示例
(一)单位产品耗电量法已知企业的生产量n及每一单位产品电能消耗量W,可先求出企业年电能需要量Wn.
Wn = Wn 于是可以求得最大有功功率如下:
Pmax = Wn Tmax

电气化铁路外围供电线路带负荷测试分析

２０年第２０９７卷第６期ຫໍສະໝຸດ 内蒙古电力技术
３７
容量为Ｑ。当仅投电容器时，Ｑ和外围供电线路非
回流相电流的关系为ＱＵ＝Ｂ￣＝ＪＡＵｃ．由此可计算出Ｉ
非回流相电流，和的幅值。非同流相电流ＩＱＡ＝／
（）Ｉ＝．ｌ１３ｘ．１３ｘ．１符合１Ａ１．２０５０７９．２０６，７
２３结论（）．１
２３结论．
（）ｌＩＱ１Ｏ２８０（／００６符合２３２，ｃ／ｌ＝０／１０４）．，￣＝＝１－
。
３已投线路变电站端带负荷测试
以三盛公变电站公牵线带负荷测试数据为例
图２牵引变压器次级绕组ｂ相接地时的电压向量图
（Ａ相为回流相．牵引站内单台电容器容量为２８００ｋａ，路Ｔ变比为２０５．析上述结论的正确ｖｒ线Ａ０／）分
ＢＰ２：一Ｂ）
，＝１０－１１。，＝．９／３２，－．，．３／、１，Ｂ０５２。圯－６０／２０。０６。
即：回流相（地相）接电流幅值为其他相电流幅
值的１３．２倍．７回流相（地相）接电流方向为其他两
相电流向量和的反向
如图４母差保护测试数据符合２３结论（），－１。
（）各相电压和相电流角差为：２

动车组负荷特性分析

到很好控制，谐波含量较少。 • 三相不对称仍然较为严重。
1.负荷波动对网压的影响
分相点
加速阶段
再生制动
2.高次谐波也是动车组的特征谐波
谐波电流95%概率大值（安培）
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
三、牵引负荷的描述
1. 描述牵引负荷的重要性：
评估供电能力指导牵引变电所设计为电网规划提供基础数据负荷预测电能质量评估
2.描述牵引负荷的难点
① 牵引负荷波动性和随机性都很强，无法用简单公式进行描述。
② 不同的线路情况等环境因素对牵引负荷有不可忽视的影响。
③ 如何找到通用性的规律去描述牵引负荷。
高次谐波谐振的危害
• 影响供电系统的安全稳定运行，损害供电设备的绝缘耐受水平。
• 并补电容器承受过大电流，而电抗器则承受过大电压。
• 牵引变压器、自耦变压器和自用电变压器都将工作在磁通严重饱和状态（发生谐振时，噪音显著增强，甚至发出刺耳啸叫声），对铁心、绕组和绝缘均不利。
• 激发暂态过电压，则会产生避雷器爆炸等严重事故。
已有成果：
1. “多台同类型机车取用相等电流时，馈线电流的分布服从正态分布。但由于受到列车密度的影响，电流分布曲线不对称，用正态分布描述将造成较大误差”
《电气化铁路供电》[苏] 康.古.马克瓦尔特著，袁则富何其光译
① 馈线电流为什么会呈现正态性？供电区段长度内线路的坡道、曲线、限速等条件都比较稳定，单台电力

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
尹
／垂耋，吼｛－ｉ
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

基于电气化铁路的负荷研究分析

行、安排调峰措施、发电计划的制订有重要的指导意义。本文中主要是对月最大（小）负荷、月平均日负荷率、月负荷
如图１为忻州地区２０１０－－２０１２年的电气化铁路负荷增长情况。
率、月最大峰谷差率、日最大（小）负荷、日负荷率、日峰谷差率等进行计算分析，表１为部分负荷特性指标计算的结果。
１１Ｔ１２：００；最小负荷为１６４．３８５０ＭＷ，发生时间２０１２ — ０４ — １９Ｔ８：３０。忻州地区２０１２年４月的网供总负荷的最大负荷为１４２４．９９
ＭＷ，发生时间２０１２ — ０４ — １６Ｔ１９：４５；最小负荷为９２５．３７ＭＷ，发生时间２０１２ — ０４ — ２４Ｔ８：３０。从大量的统计数据可以得出，受到电气化铁路的影响，最大负荷与最小负荷的发生时间不可预测。经过负荷特性指标计算得出，电铁的日负荷率一般在０．６２ —
年份
网１电气化铁路负荷增长情况
忻州共有４条电气化铁路，即神朔铁路、朔黄铁路、大秦铁
路和北同蒲铁路；包含ｌ５个电力牵引站。神朔铁路包括：桥头电
铁（主供为２２０ｋＶ保德站）、阴塔电铁（主供为２２０ｋＶ义井站）和贺职电铁（主供为２２０ｋＶ义井站）；朔黄铁路包括：神池南电铁（主供为２２０ｋＶ义井站）、龙宫电铁（主供为１１０ｋＶ轩岗站）、东街村电铁（主供为１１０ｋＶ柳塬站）、东冶电铁（主供为２２０ｋＶ永安站）和滴流澄电铁（主供为２２０ｋＶ永安站）；大秦铁路包括：秦家庄电铁（主供为１１０ｋＶ宋家寨）、庄儿上电铁（主供为２２０ｋＶ义井站）和宁武电铁（主供为１１０ｋＶ西宁线）；北同蒲铁路包括：

HXD型电力机车电气负荷特性统计分析

牵引供电专题设计报告HXD型电力机车电气负荷特性统计分析姓名：学号：班级：指导老师：一、HXD2电力机车主电路系统的构成及功能原理1.网侧电路的组成2.牵引电路二、谐波产生的原因1.电力机车谐波2.电力机车电气化用电特征3.电力机车供电系统谐波的产生三、结合实测结果统计分析HXD2B0421的电气负荷特性1.实际线路上的功率曲线、电流有效值曲线2.谐波特性，3、5、7、9等低次谐波及某些特征高次谐波含量随功率、电流变化曲线3.不同负荷电流等级下的典型波形、频谱及等效干扰电流四、总结一、HXD2电力机车主电路系统的构成及功能原理HXD2型大功率交流货运电力机车的牵引电传动系统主要是由网侧电路、主变压器和牵引电路组成，其中牵引电路包括牵引变流器和牵引电机等。

整个系统采用单轴独立控制方式，交一直一交变流技术对牵引电机进行牵引和制动特性控制。

1、网侧电路的组成网侧电路(如图1所示)主要由受电弓、高压隔离开关、网侧火花放电间隙、原边电流互感器、原边电流传感器、真空主断路器、避雷器、接地开关、高压电压互感器、高压连接导电杆以及主变压器原边绕组、组接地回流装置、电能计量装置等组成。

图1网侧电路网侧电路主要是用于实现从接触网受流到机车，为机车上的主变压器提供25 kV／50 Hz的交流电源，作为整个机车工作的动力电源。

2牵引电路2．1牵引变流柜的构成整台机车由两台牵引变流柜组成，每个牵引变流柜集成了一个转向架的两个牵引变流系统、两个牵引变流控制系统及一套冷却系统，一套牵引变流系统基本由预充电接触器、工作接触器、预充电电阻、整流功率模块、降压斩波模块、接地电阻、充电电容、充电电容电压指示灯、中间电压互感器、PWM逆变模块、整流输入电流传感器、逆变器输出电流传感器以及变流系统功率模块冷却用的轴流冷却塔风机等组成。

2．2牵引变流系统原理图3为HXD2型电力机车一个轴上的牵引变流系统电气原理图，整台机车的牵引电路包含有原理和结构相同的4套牵引变流器装置，分别布置于两个柜体中。

对电气化铁路牵引冲击负荷的研究

式中，Rd——牵引电机回路总电阻； Ud——牵引电机端电压； Ea——牵引电机反电势； Id——牵引电机电枢电流； Ks——牵引电机励磁系数，与励磁绕组构造材料有关； Ce——电机常数，与电机构造有关； n——牵引电机转速。牵引回路动态元件的牵引回路主电路如图 1 所示
图 1 牵引主电路图建立牵引电机的主电路微分方程为：
图 3(a) 电力机车驶出牵引站时有功功率曲线
图 2(a) 电力机车驶入牵引站时有功功率曲线
图 2(b) 电力机车驶入牵引站时无功功率曲线可以看出在没有机车驶入的时候，功率保持在一个较低而平稳的水平的水平，随着机车的驶入，牵引变电站供电监（上接第 84 页）
工业技术862015年56电气化铁路牵引负荷的冲击特性电气化铁路牵引负荷具有一定的冲击特征在对这些特征研究的基础之上对电气化铁路冲击负荷的生产进程进行相关的分类可以将其分为发生功率冲击和正常平稳生产两类其分别能够形成具有相应负荷特征以及模型特征的两类模型
中国科技期刊技术库工业 C
对电气化铁路牵引冲击负荷的研究
谢岩国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院，内蒙古 010020
摘要：电气铁路是一种现代化的铁路运输工具，和使用的内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比，具有技术经济上的优越性。本文从电气化铁路的供电负荷、牵引供电系构成入手，详细分析铁路牵引负荷的运行特性和牵引供电系统的组成。基于实测数据，刻画描述电力机车通过牵引变电站供电范围时的有功和无功功率曲线，发现其具有与常规负荷不同的“主动性” 。关键词：牵引负荷；牵引供电系统中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)56-0084-02 1 电气化铁路牵引供电系统的组成牵引供电是指依靠电力拖动电气车辆运输所需电能的供电形式。例如城市电车、城市地下铁道、工厂矿山的电力交通运输供电等，都可称为牵引供电。电气化铁道供电，因其用电量大、分布广，形成相对独立于电力系统的电气化铁路牵引供电系统。我国现有电网对电气化铁路的电力供电系统与常规供电方式基本相同，主要采用两相交流 110kV 供电制式，在我国东北地区以及内蒙古东部还有两相交流 66kV 供电制式。近些年来，由于高速铁路的迅速发展，在建高速铁路一般采用 220kV 供电制式，用以提高供电可靠性，保证供电质量，降低对电网的影响程度。 1.1 供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有四种：直接供电方式；吸流（booster transformer），简称 BT 供电方式；自耦变压器（auto-transformer），简称 AT 供电方式；同轴电缆（coaxial cable），简称 CC 供电方式。 1.2 牵引变电站牵引变电站主要功能是从大电网中获取电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或是送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。因为进行传输的是一级负荷，为了使得供电的正常工作能够得到保障，我国采取了使用两台变压器进行工作的方式，使得其中一台无法正常工作的时候，另一台能够对其工作进行补充。 1.3 接触网电力机车是在接触网中进行电能的获取的，其能够对相关的电力机车进行直接的供电，根据区段的不同而选择不一样的供电模式。然而尽管选择的供电方式不一样，但是其接受的电压都 25kV。 1.4 电力机车电力机车上各种电机、电器设备按功能、作用和电压等级分别组成三个独立的电路系统：主电路、辅助电路、控制电路。主电路是产生机车牵引力和制动力的电路，主要由受电弓、主变压器、整流装置、牵引电机和有关高压电器组成。辅助电路是给机车辅助设备供电的电路。包括辅助电源、各类冷却通风机电动机、空气压缩机、电动机、油泵电动机、列车供电用的设备、机车取暖设备、空调设备等用电设备。辅助设备的电动机一般采用三相异步电动机。控制电路主要是控制各种电器按规定指令和程序动作，实现各种工况，以保证机车按要求运行。控制电路可分为有触点控制电路和无触点控制电路。电动机车特性的变化能够对整个供电系统产生很大的影响，所以，在本文当中，就针对电力机车进行了相关的研究。 2 牵引电机的模型在电力机车的工作过程中，需要具备良好的性能以及调速，为了使其电能需要能够得到保证，便采用对电机进行串励方式去进行励磁，这样一来就是让它的负荷能够具有跟直流电机相似的特性。此时 Id=If，Id 则是牵引电机的电枢电流，If 表示的是牵引电机的励磁电流。稳态运行时，串励牵引电机的回路方程参数可按下式给出：

电气化铁路电能计量分析

电气化铁路电能计量分析李雨田;刘婧一;战春雨;崔晗【摘要】针对电气化铁路运行情况复杂的问题,对其供电方式、负荷特点以及电能计量方式进行了介绍.指出影响电能计量的因素有:双向潮流切换、变压器空载运行、供电系统谐波等,并利用实验室相关设备模拟现场电能计量装置接线情况,分析各种错误接线情况下,对电能计量产生的影响.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】3页(P41-43)【关键词】电气化铁路;电能计量;错误接线【作者】李雨田;刘婧一;战春雨;崔晗【作者单位】国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130062;国网长春供电公司,长春130021;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130062;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130062【正文语种】中文【中图分类】TM92电气化铁路具有牵引重量大、速度快、节约能源等优点，电力牵引已成为中国铁路动力改造的主要方向[1]。

目前，吉林省建设包括长吉铁路、吉图珲铁路和平齐铁路等铁路项目20余座牵引变电站，保证了省内电气化铁路的正常运行。

电气化铁路运行情况复杂，本文对其供电方式、负荷特点以及电能计量等方面进行介绍，利用实验室相关设备模拟现场电能计量装置接线情况，分析各种错误接线情况下，对电能计量产生的影响以及存在的现象和特点。

1 电气化铁路供电方式及负荷特点目前，我国自耦变压器供电方式为电气化铁路供电系统的普遍供电方式。

采用该供电方式运行，能够增大变电所设置间距，并减少牵引网的损耗。

电气化铁路供电回路由牵引变电站、馈电线、接触网、电力机车、钢轨或回流线、牵引变电站所构成。

其主要任务为将电网输送过来的220 kV三相交流电转换为27.5 kV的单相交流电，并以单相供电的方式经馈电线送至接触网上给电力机车供电。

电力机车再通过自身内部的整流变压器，将27.5 kV交流电降压整流后供给电力机车的直流牵引电机[2]。