电气化铁路电能质量现状及对策

特别策划I

电气化铁路

电能质量现状及对策

景德炎

中国铁路总公司工程设计鉴定中心电气化处处长

由于电气化铁路负荷的特殊性，电气化铁路的 电能质量一直是电力部门比较关注和重视的问题。 长期以来铁路、电力部门对确保电气化铁路供电的 可靠性及改善电能质量做了大量系统的研究和协调 工作，取得了可喜的成绩，确保了电气化铁路特别 是高速铁路的供电需求，大幅度改善了电气化铁路 的电能质量，促进了铁路、电网的和谐发展。

截止2015年底，中国铁路电气化总里程达 7.5万公里，牵引变电所1515座，全国铁路电气 化率62%，完成的运量占81%。高速铁路和主要 干线，基本上全部实行了电力牵引。2015年，电 气化牵引供电用量490.85千瓦时，电力83.77千瓦 时，合计574.62千瓦时，占到全国电网总用电量 的1.04%，是名副其实的用电大户。

二是谐波。主要是谐波标准问题，电气化铁

路等非线性负荷产生谐波电流，注入电网后引起电 压畸变，谐波电压是衡量谐波影响的特征值，丨EC 及世界主要国家均只考核谐波电压不考核谐波电 流。铁路采用交流牵引后谐波影响大幅度降低，由 于电网结构的复杂性和特殊性，电气化铁路谐波电 流比谐波电压相对严格5倍以上甚至10倍，大部分 牵引变电所引起的谐波电压低于规定值时，谐波电 流可能还严重超标，电气化铁路考核谐波电流严重 偏离了铁路的谐波影响实际。

三是负序。随着铁路供电电压的提高和客

运量持续增长，以及电网的快速发展，负序得到 了大幅度改善，只在偏远地区电网比较薄弱，负 序影响依然存在。

电气化铁路电能质量现状

随着电气化铁路全面采用交直交牵引技术， 以及电网的快速发展，电气化铁路电能质量得到 根本性的改善，主要干线铁路的电压偏差、谐 波电压、负序、功率因数指标大幅度好转，大部 分牵引变电所都达到相关标准的要求。同时，由 于还有部分边远地区铁路使用既有的直流牵引机 车，以及新技术、新设备的运用，电能质量还存 在如下的问题。

电气化铁路电能质量解决对策

一、

合理制定谐波标准。与电力部门等专家进

一步沟通研究，加快修订谐波标准，合理规定谐波 电压限值，并参照国际标准不考核谐波电流。

二、

牵引变电所供电电源方案与电能质量综

合治理。主要是强调电力部门在研究确定牵引变 电所外部电源供电方案时，要综合考虑铁路的供 电需求和特性，提出合理的综合供电方案。

三、

谐波放大及再生制动。在设计阶段牵引

一是电压偏差。在使用直流牵引的边远地

区铁路，电网相对也比较薄弱，仍存在电压偏低 问题；在使用交流牵引的客运专线等铁路，电网 薄弱的地区电源线路长开通初期运量较小时容易 出现电压偏高问题，或由于交流牵引大量使用电 力电子设备在相关参数匹配时容量引起牵引网谐 振造成电压偏高。

34世界轨道交通

2016.11

供电系统相关参数尽量避开谐振点，牵引供电系 统设计及行车组织尽量利用再生制动电能，并通 过和相关部门协商争取计量再生制动返回电网的 电量。

四、

负序治理。负序治理技术缺乏经验，工

程投资大，安全风险高，可以通过试点进行负序 的研究和探讨。