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。

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。

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。