第31卷第3期青海電力Vol.31 No.32012年9月QINCHAI ELECTRIC POWERSep.，2012電氣化鐵路對(duì)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)商要: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(guò)對(duì)牽引變電站相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)介紹,分析了電鐵負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)-、二次設(shè)備造成的影響，并對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞:電氣化鐵路;電網(wǎng); 影響中圖分類號(hào): U22;TM727文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 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 analy-zes the infuence of electrified railway load on primary and secondary equipments through analyzing relevant operatingdata of traction substations ,as well as discuses the noticed problems for safe and stable operation of power grid.Key Words: eletrified railway; power grid; infuence青藏鐵路青海境內(nèi)牽引變電站的順利投運(yùn)，示。標(biāo)志著青藏鐵路青海段進(jìn)入了電氣化時(shí)代。電氣ssS2化鐵路作為重要的一級(jí)負(fù)荷,在接人電網(wǎng)時(shí)不僅對(duì)電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性提出了很高的要求，同時(shí)因電鐵負(fù)荷的特殊性,對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也帶來(lái)了很多不利的影響。文章根據(jù)青海電網(wǎng)電分相田和青藏鐵路青海段的實(shí)際情況，就電氣化鐵路運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)造成的影響進(jìn)行了分析,并提出了對(duì)策。1青海境內(nèi)電氣化鐵路的現(xiàn)狀.1 牽引變電站O0R青海境內(nèi)110kV鐵路牽引變電站通常有兩圖1單線區(qū)段單邊供電方式路110kV線路進(jìn)線,來(lái)自相鄰兩個(gè)330kV變電1.2 牽引變壓器站或一一個(gè)330 kV變電站的不同母線。站內(nèi)采用牽引變壓器是牽引變電站中向電力牽引負(fù)荷單母線分段接線方式。母線進(jìn)線側(cè)及分段處不設(shè)供電的大型變壓器,主要功能是降壓、分相并為牽斷路器,由隔離開關(guān)進(jìn)行連接。站內(nèi)- -般裝有2引負(fù)荷供電。由于鐵路牽引變壓器為- -級(jí)負(fù)荷,臺(tái)牽引變壓器,變壓器高低壓側(cè)均裝有斷路器。牽引變電站中一般設(shè)有2臺(tái)牽引變壓器。目前，牽引變電站向接觸網(wǎng)供電有單邊供電和雙邊我國(guó)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(jiǎn)介:游劍輝( 1973-> ,女,工程師,從事繼電保護(hù)工作。收稿日期: 2012-05 -30;修回日期: 2012-06-112:青.海電力第31卷相接線、V/v( x)接線、Scott接線、阻抗匹配平衡變2電鐵負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)造成的影響壓器接線以及三相YNd11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(duì)稱的特點(diǎn),另外在兩個(gè)牽引變電站間設(shè)置有電分相,又使負(fù)荷具用V/v接線。單相V/v接線用2臺(tái)變壓器連接成開口三有波動(dòng)劇烈的特點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生諧波、負(fù)序電流和角形。高壓側(cè)分別接人AC相和BC相,低壓側(cè)各電壓偏差。同時(shí)，青海境內(nèi)有部分330 kV變電站取一-端接到27.5kV牽引母線上，另-端接到接因地域和氣候原因存在負(fù)荷不平衡或波動(dòng)大的問(wèn)題,給電網(wǎng)的保護(hù)裝置也造成了一定的影響。地網(wǎng)和鋼軌。.三相V/v接線將2臺(tái)容量相等或不等的單2.1諧波和負(fù)序電流對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的影響相變壓器安裝在同-油箱內(nèi)。二次側(cè)4個(gè)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(jìn)行設(shè)備投切操作和發(fā)生設(shè)備故障時(shí)產(chǎn)生的,而穩(wěn)態(tài)諧波一般是由系統(tǒng)中的非正V或反V。1.3 電力機(jī)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(guó)電氣化鐵路電力機(jī)車主要有交直型生諧波的非線性負(fù)荷,電力機(jī)車就是其中之一。和交直交型2類。交直型機(jī)車將25 kV單相交流2.1.1 諧波和負(fù)序電流對(duì)一-次設(shè)備的影響電變成直流電,通過(guò)車內(nèi)直流牽引電動(dòng)機(jī)牽引車諧波和負(fù)序電流會(huì)使輸電線路、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)輛。交直交型機(jī)車通過(guò)PWN整流器,將單相交機(jī)、變壓器產(chǎn)生附加損耗,溫度升高,振動(dòng)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(guò)熱、絕緣老電供車內(nèi)三相異步牽引電動(dòng)機(jī)使用。電力機(jī)車的化壽命縮短。型號(hào)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(jī)車的型號(hào)及參數(shù)向其供電時(shí),它將向電力系統(tǒng)注人負(fù)序電流。負(fù)型號(hào)軸功率最高運(yùn)行速生產(chǎn)廠商序電流可引起電動(dòng)機(jī)損耗增加及發(fā)熱。電鐵負(fù)荷數(shù)/kW度/(km.h-')對(duì)于三相電力系統(tǒng)是嚴(yán)重的不對(duì)稱負(fù)荷，三相電HXp1 8 9600120HXp1B 6 9600株洲電力機(jī)車廠力變壓器中一相可能已滿載而另外兩相或- -相卻HXp1C 6 7200株洲電力機(jī)車廠(0XXX)輕載運(yùn)行。在部分負(fù)荷比較高的變電站,可能會(huì)在青海段運(yùn)行的是HX,系列交直交電力機(jī)造成變壓器局部過(guò)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(huì)造成輸電線路損耗的增加。交流25 kV接觸網(wǎng)2.1.2諧波和負(fù)序電流對(duì)二次設(shè)備的影響電弓諧波和負(fù)序電流會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的采樣直德和動(dòng)作值。繼電保護(hù)裝置主要有反應(yīng)電氣量變化1交流電機(jī)|三車載變壓器逆變器的保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)。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。由于注人系統(tǒng)的諧波和負(fù)序電流的影響,可能造成基波與諧波的鋼軌O0疊加，從而影響電流和電壓的整定值。對(duì)于負(fù)序圖2交直交型電力機(jī)車工作原理圖和零序保護(hù)，由于電網(wǎng)帶正常負(fù)荷時(shí)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HX。交直交型電影響,可能造成保護(hù)裝置誤啟動(dòng)或出口?？v聯(lián)保力機(jī)車與韶山系列交直型機(jī)車相比,機(jī)車的電流諧護(hù)通過(guò)比較兩側(cè)的電氣量在正常運(yùn)行和故障時(shí)的波含量較小,功率因數(shù)較高。交直型機(jī)車諧波主要差值來(lái)分析和判斷系統(tǒng)設(shè)備是否出現(xiàn)故障。由于是3.5、7次諧波,其中3次諧波含量最大。使用光纖,精度很高,所以一般整定值會(huì)很小，保護(hù)的靈敏度很高,因此對(duì)諧波的敏感性也很高,容第3期游劍輝:電氣化鐵路對(duì)電網(wǎng)的影響分析23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2.2電網(wǎng)安全 穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)注意的問(wèn)題良后果,從而給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)影響。電鐵負(fù)荷投運(yùn)后,將對(duì)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(shí)還將對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成潛在3結(jié)論的威脅。國(guó)內(nèi)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明，可能使110 kV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(hù)誤發(fā)信號(hào)。因此，電非線性負(fù)荷,它們?cè)谖栈üβ实耐瑫r(shí),也產(chǎn)生鐵負(fù)荷投運(yùn)后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的測(cè)試，以便了了大量的諧波,不僅會(huì)對(duì)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(duì)的影響,也會(huì)給電力系統(tǒng)-、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(yùn)后,應(yīng)認(rèn)真網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大的影響。因此，電網(wǎng)分析核對(duì)原有繼電保護(hù)定值是否合適,不合適的企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的測(cè)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(hù)和安全自動(dòng)取相應(yīng)的治理措施,將牽引負(fù)荷帶來(lái)的影響降到裝置的正確運(yùn)行。最低,在保證牽引負(fù)荷正常運(yùn)行的同時(shí),也應(yīng)保證電鐵負(fù)荷投運(yùn)后,不僅會(huì)對(duì)二次裝置產(chǎn)生影電網(wǎng)其它負(fù)荷的安全穩(wěn)定運(yùn)行。響，同時(shí)會(huì)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(guò)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(dòng)機(jī)等設(shè)備發(fā)熱,電容器損壞,并可能造成設(shè)備國(guó)電力出版社,2011.torercrcrccrerocrecrcrcrcrcrcorcrercrcrcrcrercrcrcrcrcrcrcrcscrcrcrcrarccrcrorcre簡(jiǎn)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(duì)110千伏曹臨I回標(biāo)準(zhǔn)化整治項(xiàng)目評(píng)定工作的完成,標(biāo)志著青海電網(wǎng)內(nèi)第-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(jìn)一步降低員 工塔上作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn),提高設(shè)備健康運(yùn)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(yíng)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(yùn)。在線路建設(shè)過(guò)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(shí),對(duì)58基鐵塔進(jìn)行了全塔噴刷色標(biāo),配合安全作業(yè)標(biāo)識(shí),減低T.作人員誤登桿塔的幾率,保證了工作人員的現(xiàn)場(chǎng)安全;安裝防撞警示柱672根,電力設(shè)施保護(hù)宣傳10個(gè),明確了線路桿塔本體的保護(hù)范圍，起到防撞作用,提高了線路的安全運(yùn)行水平。該公司還對(duì)桿塔防沉臺(tái)進(jìn)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(guò)定期開展設(shè)備評(píng)級(jí),查找設(shè)備存在的問(wèn)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(dòng),依據(jù)海東電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境狀況和班組建設(shè)的實(shí)際情況,扎實(shí)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(hù)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(gè)方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)量化,制訂、修改各項(xiàng)管理制度和規(guī)程,實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(卡),規(guī)范員工的工作行為和作業(yè)流程,推進(jìn)班組建設(shè)和管理;對(duì)線路進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化桿塔標(biāo)識(shí)整治,完善設(shè)備責(zé)任承包辦法和定期設(shè)備評(píng)級(jí),查找設(shè)備存在的問(wèn)題,提高設(shè)備健康水平。同時(shí),建立通道管理責(zé)任體系,完善“一患一卡”動(dòng)態(tài)管理臺(tái)帳,對(duì)缺陷和隱患做到動(dòng)態(tài)掌控。針對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況，制定出“八防一掛”的技術(shù)防范體系，定期開展運(yùn)行分析例會(huì),月月推出T作重點(diǎn),用數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)工作的開展;進(jìn)--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(shí)現(xiàn)防范體系健全、管理措施到位、安全生產(chǎn)可控、基礎(chǔ)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。