电气化铁路不同牵引变电所注入公用电网负序电流计算评估.pdfVIP

电气化铁路不同牵引变电所注入公用电网负序 电流计算评估 王海群1 田英杰2 桂勤昌2 杨心刚2 潘永刚3 潘爱强2 (1．上海市电力公司大客户中心2．华东电力试验研究院有限公司3．华东电网有限公司) 一一摘要 电气化铁路对电网电能质量的影响主要表现在功率冲击、负序电流和谐 {波。其中负序电流的问题更为突出。由于电力机车牵引网均是单相供电制 {式，但电网电源均是三相系统。所以，注入电网的负序电流主要取决于选择 {的牵引变电所类型。本文建立了当前中国电气化铁路上常用的单相牵引变 {电所、三相一二相牵引变电所(V／V牵引变压器、斯科特变压器、阻抗平衡变压 i器)牵引变压器的数学模型，并从两侧功率平衡出发，分析得到机车电流与网 i侧三相电流的向量关系，由对称分量法导出网侧正序和负序电流的通用计算 i公式，可以很方便地分析机车两臂不同负荷比、两臂机车负荷相位差对负序 ；电流比的影响。文章通过一个例子，定量比较不同牵引变电所注入电网的负 {序电流，作为选择牵引变压器类型的依据。 关键词 电能质量；电气化铁路；牵引变电站；负序电流 1 引言 电气化铁路由单相牵引变电所或三相牵引变电所向机车供电。其中单相牵引变电所采用单相牵引 变压器、三相牵引变电所中的牵引变压器可以是三相变压器、V／V接线变压器、scott变压器、阻抗平衡变 压器等。电气机车的单相供电制式和负荷特性，对公用电网电能质量的影响主要表现在功率冲击、负序 电流和谐波等几个方面，其中负序电流对电网的影响更为突出，而备受关注。本文根据不同牵引变压器 的数学模型，通过两侧的功率平衡，分析得到机车单相电流与网侧三相电流的向量关系，利用对称分量法 导出网侧序电流的通用计算公式。可以很方便地分析机车两臂不同负荷比、两臂机车负荷相位差对负序 电流比的影响。文章通过一个例子，定量比较不同牵引变电所注入电网的负序电流，指导选择经济合理 的牵引变压器类型。 2数学模型 2．1 一般模型 牵引变压器两侧可视为一个多端口网络[1]，如 “ 砜 图1。 ％ TractionTransfoFiller 牵引变的一次侧接入电网的三相系统，二次侧 Uc 砜 接入机车的牵引网，每个供电臂模拟为一个端口。 对于每个供电端口，选择一次侧的A相电压 为参考向量，即：UA—UAei旷。 图1 牵引变压器端口模型 145 ②量塑曼堡曼型熊堡…… 对于二次侧口端El，电压和电流向量分别为： U。一U。e_j气一K。UAe_j气 (1) 工。一U。e1‘气+％’ (2) 式中，K。为牵引变压器变比；蛾为二次电压相位；钆为二次侧负荷功率因数角。 由牵引变压器两侧的功率平衡式： 【，AJA。+L，Bj＆+魄j岛一U。J。 (3) 得到： JA。+口I＆+a2I岛=K。J。ej气。=K。J。e一心 (4) 根据牵引变压器的接线方式，求解式(4)，得到两侧电流。 同样可以得到二次侧口端口的两侧电流。使用叠加原理，得