第31卷第3期青海電力Vol 31 No. 32012年9月QINGHAI ELECTRIC POWERsep.,2012電氣化鐵路對電網(wǎng)的影響分析游劍輝(青海省電力公司西寧供電公司,青海西寧810003)摘要:文章從電氣化鐵路的負(fù)荷性質(zhì)和牽引變電站的工作原理人手,通過對牽引變電站相關(guān)運行數(shù)據(jù)介紹,分析了電鐵負(fù)荷對電網(wǎng)一、二次設(shè)備造成的影響,并對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行應(yīng)注意的問題進行了闡述。關(guān)鍵詞:電氣化鐵路;電網(wǎng);影響中圖分類號:U2;TM727文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8198(2012)03-0021-03Analysis The Influence of Electrified Railway on Power GridYou Jian-huiAbstract Based on load character and traction substation's working principle of electrified railway, the paper analzes the influence of electrified rail way load on primary and secondary equipments through analyzing relevant operatingdata of traction substations, as well as discusses the noticed problems for safe and stable operation of power gridKey Words: electrified railway; power grid; influence青藏鐵路青海境內(nèi)牽引變電站的順利投運,示。標(biāo)志著青藏鐵路青海段進入了電氣化時代。電氣化鐵路作為重要的一級負(fù)荷,在接入電網(wǎng)時不僅對電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性提出了很高的要求,同時因電鐵負(fù)荷的特殊性,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行也帶來了很多不利的影響。文章根據(jù)青海電網(wǎng)電分相和青藏鐵路青海段的實際情況,就電氣化鐵路運行對電網(wǎng)造成的影響進行了分析,并提出了對策。1青海境內(nèi)電氣化鐵路的現(xiàn)狀1.1牽引變電站青海境內(nèi)110kV鐵路牽引變電站通常有兩路110kV線路進線,來自相鄰兩個330kV變電圖1單線區(qū)段單邊供電方式2牽引變壓器站或一個330kV變電站的不同母線。站內(nèi)采用單母線分段接線方式。母線進線側(cè)及分段處不設(shè)牽引變壓器是牽引變電站中向電力牽引負(fù)荷斷路器,由隔離開關(guān)進行連接。站內(nèi)一般裝有2供電的大型變壓器,主要功能是降壓、分相并為牽臺牽引變壓器,變壓器高低壓側(cè)均裝有斷路器。引負(fù)荷供電。由于鐵路牽引變壓器為一級負(fù)荷,牽引變電站向接觸網(wǎng)供電有單邊供電和雙邊牽引變電站中一般設(shè)有2臺牽引變壓器。目前,我國牽引變壓器的接線型式主要有以下幾種:單供電2種方式。單線區(qū)段單邊供電方式如圖1所作者簡介:游劍輝(1973-),女,T程師,從事繼電保護工作。中國煤化工收稿日期:2012-05-30;修回日期:2012-06-11CNMHG22青海電力第31卷相接線v/v(x)接線、Scot接線阻抗匹配平衡變2電鐵負(fù)荷對電網(wǎng)造成的影響壓器接線以及三相 YNdlI接線等。青海境內(nèi)牽引變電站中的牽引變壓器主要采由于電鐵負(fù)荷具有單相不對稱的特點,另外用v/v接線。在兩個牽引變電站間設(shè)置有電分相,又使負(fù)荷具單相V/v接線用2臺變壓器連接成開口三有波動劇烈的特點,因此會產(chǎn)生諧波、負(fù)序電流和角形。高壓側(cè)分別接入AC相和BC相低壓側(cè)各電壓偏差。同時青海境內(nèi)有部分330V變電站取一端接到2,5牽引母線上,另一端接到接因地域和氣候原因存在負(fù)荷不平衡或波動大的間地網(wǎng)和鋼軌。題,給電網(wǎng)的保護裝置也造成了一定的影響三相v/v接線將2臺容量相等或不等的單21諧波和負(fù)序電流對電網(wǎng)設(shè)備的影響相變壓器安裝在同一油箱內(nèi)。二次側(cè)4個端子全電力系統(tǒng)中,諧波分為暫態(tài)諧波和穩(wěn)態(tài)諧波。部引出在油箱外,根據(jù)牽引供電的要求可以接成暫態(tài)諧波一般是在進行設(shè)備投切操作和發(fā)生設(shè)備正V或反V。故障時產(chǎn)生的,而穩(wěn)態(tài)諧波一般是由系統(tǒng)中的非1.3電力機車線性負(fù)荷產(chǎn)生的。在青海電網(wǎng)中,有很多可以產(chǎn)目前我國電氣化鐵路電力機車主要有交直型生諧波的非線性負(fù)荷,電力機車就是其中之和交直交型2類。交直型機車將25kV單相交流21.1諧波和負(fù)序電流對一次設(shè)備的影響電變成直流電,通過車內(nèi)直流牽引電動機牽引車諧波和負(fù)序電流會使輸電線路、發(fā)電機、電動輛。交直交型機車通過PWN整流器,將單相交機、變壓器產(chǎn)生附加損耗溫度升高,振動和噪聲流電轉(zhuǎn)換成直流然后再把直流逆變成三相交流增加,可能造成電容器、電纜等設(shè)備過熱絕緣老電供車內(nèi)三相異步牽引電動機使用。電力機車的化壽命縮短。型號及參數(shù)見表1由于電鐵負(fù)荷是單相負(fù)荷,當(dāng)三相電力系統(tǒng)表1電力機車的型號及參數(shù)向其供電時,它將向電力系統(tǒng)注入負(fù)序電流。負(fù)型號軸功率最高運行速序電流可引起電動機損耗增加及發(fā)熱。電鐵負(fù)荷數(shù)/kW度/(km·h-1)生產(chǎn)廠商對于三相電力系統(tǒng)是嚴(yán)重的不對稱負(fù)荷,三相電HXDI 8 600120株洲電力機車廠HXDIB 69 600株洲電力機車廠力變壓器中一相可能已滿載而另外兩相或一相卻HXnIC 6 7200株洲電力機車廠(0XXX)輕載運行。在部分負(fù)荷比較高的變電站,可能會在青海段運行的是HXb系列交直交電力機造成變壓器局部過熱,影響變壓器壽命。負(fù)序電車,其工作原理如圖2所示。流也會造成輸電線路損耗的增加交流25kV接觸網(wǎng)2.1.2諧波和負(fù)序電流對二次設(shè)備的影響受電弓諧波和負(fù)序電流會影響繼電保護裝置的采樣和動作值。繼電保護裝置主要有反應(yīng)電氣量變化車載變壓器整流器的保護和縱聯(lián)保護。單側(cè)電氣量包括電流、電壓、輔助回路阻抗、相位、負(fù)序和零序分量等。由于注入系統(tǒng)的諧波和負(fù)序電流的影響,可能造成基波與諧波的疊加,從而影響電流和電壓的整定值。對于負(fù)序圖2交直交型電力機車工作原理圖和零序保護,由于電網(wǎng)帶正常負(fù)荷時負(fù)序和零序交直交結(jié)構(gòu)由網(wǎng)側(cè)單相四象限整流器、中間直分量很小,一般整定值也很小,但由于電鐵負(fù)荷的流環(huán)節(jié)和三相逆變器構(gòu)成。和諧HXD交直交型電影響可能造成保護裝置誤啟動或出口?？v聯(lián)保力機車與韶山系列交直型機車相比,機車的電流諧護通過比較兩側(cè)的電氣量在正常運行和故障時的波含量較小,功率因數(shù)較高。交直型機車諧波主要差值來分析和中國煤化工障。由于是35、7次諧波,其中3次諧波含量最大。使用光纖,精CNMHG會很小,保護的靈敏度很高,因此對諧汲的敏感性也很高,容第3期游劍輝:電氣化鐵路對電網(wǎng)的影響分析易受到干擾。的絕緣材料老化,斷路器開斷工況變差等諸多不22電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行應(yīng)注意的問題良后果,從而給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來影響。電鐵負(fù)荷投運后,將對電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生一因此應(yīng)采取相應(yīng)措施,將相關(guān)影響降到最低。定的影響嚴(yán)重時還將對電網(wǎng)安全運行構(gòu)成潛在3結(jié)論的威脅。國內(nèi)相關(guān)測試數(shù)據(jù)表明,可能使110kv母線電壓總畸變率達(dá)到2%左右,還可能使電壓電氣化鐵路牽引負(fù)荷屬于電力系統(tǒng)中較大的波形產(chǎn)生嚴(yán)重畸變,致使保護誤發(fā)信號。因此,電非線性負(fù)荷,它們在吸收基波功率的同時,也產(chǎn)生鐵負(fù)荷投運后,應(yīng)加強對電能質(zhì)量的測試,以便了了大量的諧波,不僅會對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成很大解和掌握本系統(tǒng)電能質(zhì)量狀況,才能更加有針對的影響,也會給電力系統(tǒng)一、二次設(shè)備和交直流電性的采取治理措施。在電鐵負(fù)荷投運后,應(yīng)認(rèn)真網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來很大的影響。因此,電網(wǎng)分析核對原有繼電保護定值是否合適,不合適的企業(yè)應(yīng)加強對電能質(zhì)量的測試及分析工作,并采應(yīng)做適當(dāng)修改和調(diào)整,確保繼電保護和安全自動取相應(yīng)的治理措施,將牽引負(fù)荷帶來的影響降到裝置的正確運行。最低,在保證牽引負(fù)荷正常運行的同時,也應(yīng)保證電鐵負(fù)荷投運后,不僅會對二次裝置產(chǎn)生影電網(wǎng)其它負(fù)荷的安全穩(wěn)定運行。響,同時會使變電站系統(tǒng)中的設(shè)備和元件產(chǎn)生附參考文獻(xiàn):加的諧波損耗,引起變壓器局部過熱、電力電纜及(1〕于坤山.電氣化鐵路供電與電能質(zhì)量[M].北京:中電動機等設(shè)備發(fā)熱,電容器損壞,并可能造成設(shè)備國電力出版社,2011Sereesescssteceeeetc///eescrc、0簡訊青海電網(wǎng)內(nèi)第一條標(biāo)準(zhǔn)化輸電線路順利建成9月19日,隨著青海海東供電公司對110千伏曹臨I回標(biāo)準(zhǔn)化整治項目評定工作的完成標(biāo)志著青海電網(wǎng)內(nèi)第一條標(biāo)準(zhǔn)化輸電線路順利建成。標(biāo)準(zhǔn)化線路的建成將進一步降低員工塔上作業(yè)的安全風(fēng)險,提高設(shè)備健康運行水平110千伏曹臨Ⅰ回位于青海平安縣,由330千伏曹家堡變電站配出至110千石家營變電站,全線共有單回路39基、雙回路19基,于今年7月份投運。在線路建設(shè)過程中海東供電公司開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備管理工作,建立線路的標(biāo)準(zhǔn)化桿塔標(biāo)識,對58基鐵塔進行了全塔噴刷色標(biāo),配合安全作業(yè)標(biāo)識,減低工作人員誤登桿塔的幾率,保證了工作人員的現(xiàn)場安全;安裝防撞警示柱672根,電力設(shè)施保護宣傳⑩0個,明確了線路桿塔本體的保護范圍,起到防撞作用,提高了線路的安全運行水平。該公司還對桿塔防沉臺進行了加高、平整,減少線路桿塔基礎(chǔ)積水、水洞的發(fā)生。110千伏曹臨I回標(biāo)準(zhǔn)化線路建設(shè)的完成海東電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化線路的建設(shè)奠定了基礎(chǔ),海東供電公司將完善設(shè)備責(zé)任承包管理辦法,確保設(shè)備管理責(zé)任到位,通過定期開展設(shè)備評級,查找設(shè)備存在的問題,提高設(shè)備健康水平。今年,海東供電公司結(jié)合“安全年”活動依據(jù)海東電網(wǎng)的運行環(huán)境狀況和班組建設(shè)的實際情況,扎實開展輸電專業(yè)“五標(biāo)”管理工作(即:標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)管理、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備管理、標(biāo)準(zhǔn)化通道和保護區(qū)間管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)防范體系管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理責(zé)任體系建設(shè))。該公司從基礎(chǔ)管理、設(shè)備管理、通道管理、技防管理和責(zé)任管理五個方面進行標(biāo)準(zhǔn)量化,制訂、修改各項管理制度和規(guī)程,實施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(卡),規(guī)范員T的工作行為和作業(yè)流程,推進班組建設(shè)和管理;對線路進行標(biāo)準(zhǔn)化桿塔標(biāo)識整治,完善設(shè)備責(zé)任承包辦法和定期設(shè)備評級,查找設(shè)備存在的問題,提高設(shè)備健康水平。同時,建立通道管理責(zé)任體系,完善“一患一卡”動態(tài)管理臺帳,對缺陷和隱患做到動態(tài)掌控。針對設(shè)備運行狀況,制定出“八防一掛”的技術(shù)防范體系,定期開展運行分析例會,月月推出T作重點,用數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)丁作的開展;進一步深化“四定包”責(zé)任體系建設(shè),確保巡視到位率和工作質(zhì)量,從而實現(xiàn)防范體系健全、管理中國煤化工出設(shè)施完善、線路設(shè)備優(yōu)良,全面提升標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。CNMHG