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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。
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。
负序电流同时也会对电力系输电线路产生影响，其损害相对于谐波较小，因为其在经过电力线路时不会做功，只会对电力系统正常运行产生影响。
2.3 负序电流对电力系统的影响
电力系统中，负序电流会引发精密继电保护设备误动。
而电力机车往往为是单相的大负荷，在一定的时间一定的路段，会使得电网三相不平衡且难以调节，产生较大的负序电流。
在实际运行中，由于电气化铁路负序电流超标，常常导致附近小发电机组频繁跳闸，不能就近并网。
只有通过降低继电保护装置可靠性，同时增加复杂性，才能消除负序电流对电力系统的干扰。
2.4 谐波对电力系统的影响
通常电力机车生产运行中，谐波含量是其非常重要的一个性能指标。
因为在电力系统中，谐波电流对其运行有非常大的影响。
谐波会使无功补偿电容器组发生谐振，破坏电容器。
同时电气化铁路系统中，最主要的谐波源由是电力机车带来的，这会让电力系统就近的电压产生很大的变化，这种电压的变化还会对附近的通信线路产生影响。
而且电力机车具有很低的基波功率，是电牵引系统的感性负载，而谐波出现的频率越高，其总功率就越低。
2.5 对变压器的影响
电气化铁路运行会产生谐波电流，而变压器在谐波电流的作用下，损耗会增加，绝缘介质在损耗增加、温度升高时，老化速度变快，使得其绝缘性降低。
如果谐波出现的概率不断增加，再加上低压配电柜内，电缆导体截面积大，趋肤效应越明显，会导致导体的交流电阻增大，使得低压配电柜内电缆允许通过的电流减少，降低了输电效率。
低压配电柜存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流就增大，电容器损耗功率增加[3]。
3 减少电气化铁路对电力系统影响的措施
3.1 降低、限制负序电流
负序电流会造成电力系统较大波动，所以为了减少单相负载的负序问题，从选择设备的角度出发，可选用优质的阻抗匹配平衡变压器或SCOTT变压器；从铁路部门管理的角度出发，可以通过科学的调度，有计划的安排列车车次，均匀平衡单相负载，从列车运行的方面减轻负序电流；从电力系统方面，可以合理统筹安排引站的供电电源，这样可以有效减少负序电流过于集中的现象，还可以通过增加主供电源和备用电源供电量，起到降低和限制负序电流的作用。
3.2 谐波防治措施
电气化铁路对电力系统造成较为严重的问题是由电气化铁路运行是产生的
谐波造成的。
降低谐波对电力系统造成的损害，可以采取以下两种方法：一是铁路部门可以淘汰谐波含量过高的电力机车，购置技术更加先进、谐波含量较低的机车，例如拥有更加科学和先进PWM技术的机车，从源头上降低谐波，提高电力系统稳定性。
二是通过外设装备补偿或者抑制谐波，减少谐波出现的频率，当前谐波造成的主要影响是谐波过大，通过补偿或抑制谐波源产生的谐波，可以有效减小谐波，减少电气化铁路谐波源对负荷点或负荷部件的伤害[4]。
4 结束语
由此可见，电气化铁路对电力系统的影响不能忽视，同时由于电力机车相比内燃机车有更强的运力优势，相同规模下电气化铁路的运输能力远超过非电气化铁路，成为现代化铁路的主流类型，所以电气化铁路对电力系统的影响同时也是我们不能回避的问题。
电气化铁路负荷对电力系统的影响极其复杂，它不但与其复杂的结构、容量大小有关，而且还与电力铁路运输量、运行时长、运行环境及当地电力系统有很大的关系。
因此有效的将电力系统受到电气化铁路的影响降到最低，需要从多个方面进行综合考量，包括电力系统的容量、结构，铁路的运输量、运行方式等，根据每个地方电气化铁路和电网系统的具体情况，来采取具符合实际的处理方法，这样才能将电气化铁路对电力系统的影响降到最低，有效提高电气化铁路的运行效率和电力系统的稳定性。
参考文献
[1] 李雪峰.电气化铁路对电力系统影响的分析研究[J].通信电源技术，2015，32（4）：215-216，240.
[2] 林海雪，周胜军.电气化铁路的谐波标准问题[J].中国电力，1999，32（9）：55-58.
[3] GB/T14549-93.电能质量公用电网谐波[S].北京：中国标准出版社，1994.
[4] GB755-2000.旋转电机定额和性能[S].北京：中国标准出版社，2000.。
