06外部電源對電氣化鐵路電能質(zhì)量的影響

1、電氣化鐵路電能質(zhì)量與綜電氣化鐵路電能質(zhì)量與綜合控制技術(shù)合控制技術(shù)西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院第六章第六章 外部電源對電氣化鐵路電能質(zhì)量的影響外部電源對電氣化鐵路電能質(zhì)量的影響 6.1 概述概述v電氣化鐵路進線一般選擇電氣化鐵路進線一般選擇110kv或或220kvv情況變化情況變化 電網(wǎng)建設(shè)和改造：主網(wǎng)由電網(wǎng)建設(shè)和改造：主網(wǎng)由220kv向向500kv發(fā)展發(fā)展重視電能質(zhì)量：尤其針對電氣化鐵路重視電能質(zhì)量：尤其針對電氣化鐵路v因此推薦電氣化鐵路進線采用因此推薦電氣化鐵路進線采用220kv電壓等級電壓等級v依據(jù)依據(jù)220kv的供電可靠性高于的供電可靠性高于110kv電壓等級，與電壓

2、等級，與客運專線和高速鐵路的高可靠性相匹配；客運專線和高速鐵路的高可靠性相匹配； 220kv的供電電壓水平要求更高；的供電電壓水平要求更高； 大量新建的客運專線和高速鐵路全部采用最先大量新建的客運專線和高速鐵路全部采用最先進的交進的交-直直-交牽引方式，功率因數(shù)極高，諧波交牽引方式，功率因數(shù)極高，諧波含量極低，不再對電網(wǎng)構(gòu)成威脅。含量極低，不再對電網(wǎng)構(gòu)成威脅。v牽引變電所采用牽引變電所采用220kv進線會使變電所的造價有進線會使變電所的造價有所增加。所增加。 6.2 牽引供電系統(tǒng)常用供電方式牽引供電系統(tǒng)常用供電方式6.2.1 牽引供電系統(tǒng)的電流制牽引供電系統(tǒng)的電流制v直流制：直流制：優(yōu)勢優(yōu)勢采

3、用串勵直流電機，采用串勵直流電機，不足不足電壓低電壓低v單相低頻交流制：單相低頻交流制：16.67hz，德國、奧地利等西，德國、奧地利等西歐國家采用歐國家采用三種方式：三種方式：完全獨立完全獨立的電力牽引專用的低頻供的電力牽引專用的低頻供電系統(tǒng)；在電系統(tǒng)；在專設(shè)的變頻變電所專設(shè)的變頻變電所內(nèi)將三相工頻交內(nèi)將三相工頻交流電變?yōu)閱蜗嚯?；流電變?yōu)閱蜗嚯姡辉跔恳冸娝跔恳冸娝M行降壓、變進行降壓、變頻變相。頻變相。 v工頻單相交流制：工頻單相交流制：50hz，法國、日本、前蘇聯(lián)、，法國、日本、前蘇聯(lián)、中國等，中國等，40%工頻單相交流制特點工頻單相交流制特點v主要優(yōu)點主要優(yōu)點 牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單

4、。牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。牽引供電電壓增高。牽引供電電壓增高。交流電力機車的粘著性能和牽引性能良好。交流電力機車的粘著性能和牽引性能良好。和直流制比較，交流制的地中電流對地下金屬的腐蝕和直流制比較，交流制的地中電流對地下金屬的腐蝕作用小，作用小，般可不設(shè)專門防護裝置。般可不設(shè)專門防護裝置。v主要問題主要問題負序電流負序電流功率因數(shù)低功率因數(shù)低交直機車諧波電流嚴重交直機車諧波電流嚴重對沿線通訊線路造成電磁干擾對沿線通訊線路造成電磁干擾 環(huán)形供電環(huán)形供電牽引變電所在高壓側(cè)與一次系統(tǒng)聯(lián)成環(huán)形網(wǎng)。牽引變電所在高壓側(cè)與一次系統(tǒng)聯(lián)成環(huán)形網(wǎng)。優(yōu)點：優(yōu)點：供電可靠性好，能適應(yīng)負荷的劇烈變化供電可靠性好，能適應(yīng)負

5、荷的劇烈變化要求：要求：鐵路附近有兩個以上發(fā)電廠或地區(qū)變電所鐵路附近有兩個以上發(fā)電廠或地區(qū)變電所且其間有電力網(wǎng)互聯(lián)。（受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)限制）且其間有電力網(wǎng)互聯(lián)。（受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)限制） 地區(qū)變電所地區(qū)變電所或發(fā)電廠或發(fā)電廠地區(qū)變電所地區(qū)變電所或發(fā)電廠或發(fā)電廠牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所6.2.2 電力系統(tǒng)供電方式電力系統(tǒng)供電方式 雙側(cè)供電（兩邊供電）雙側(cè)供電（兩邊供電）電源來自電力系統(tǒng)的兩個地區(qū)變電所，給鐵路供電源來自電力系統(tǒng)的兩個地區(qū)變電所，給鐵路供電的輸電線是聯(lián)絡(luò)這兩個地區(qū)變電所的通路。電的輸電線是聯(lián)絡(luò)這兩個地區(qū)變電所的通路。優(yōu)點：優(yōu)點：同環(huán)形供電同環(huán)形供電要求：要求：牽引變電所兩側(cè)都有電

6、源牽引變電所兩側(cè)都有電源 應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 雙路輸電線雙路輸電線牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所 單側(cè)供電（一邊供電）單側(cè)供電（一邊供電）單側(cè)供電是由一個地區(qū)變電所給數(shù)個牽引變電所單側(cè)供電是由一個地區(qū)變電所給數(shù)個牽引變電所供電，為保證供電可靠性，應(yīng)采用供電，為保證供電可靠性，應(yīng)采用雙路（或雙回）雙路（或雙回）輸電線輸電線 。單側(cè)供電方式的可靠性一般比雙側(cè)供電方式和環(huán)單側(cè)供電方式的可靠性一般比雙側(cè)供電方式和環(huán)形供電方式要差，而投資不會比環(huán)形供電方式和形供電方式要差，而投資不會比環(huán)形供電方式和雙側(cè)供電方式少。雙側(cè)供電方式少。要求：要求：必須有兩回路輸電線供電，且有各自的桿必須有兩回路輸電線

7、供電，且有各自的桿塔和走線塔和走線雙路輸電線雙路輸電線牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所散射供電（輻射線供電）散射供電（輻射線供電）當(dāng)各牽引變電所離開電源差不多等距并且比單邊當(dāng)各牽引變電所離開電源差不多等距并且比單邊供電更經(jīng)濟時，可采用散射供電方式。供電更經(jīng)濟時，可采用散射供電方式。缺點：缺點：可靠性差可靠性差要求：要求：相鄰幾個牽引變電所布置成弧形，且地區(qū)相鄰幾個牽引變電所布置成弧形，且地區(qū)變電所或發(fā)電廠的距離較近時，必須兩回路輸電。變電所或發(fā)電廠的距離較近時，必須兩回路輸電。 地區(qū)變電所地區(qū)變電所或發(fā)電廠或發(fā)電廠牽引變電所牽引變電所 6.2.3 內(nèi)部供電方式（按牽引網(wǎng)設(shè)備類型的分類）

8、內(nèi)部供電方式（按牽引網(wǎng)設(shè)備類型的分類）（1） 直接供電方式直接供電方式 牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)最簡，投資最小，但鋼軌電位較高，牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)最簡，投資最小，但鋼軌電位較高，對通信線的干擾感應(yīng)最大，主要適用于通信線路對通信線的干擾感應(yīng)最大，主要適用于通信線路（主要是明線）較少或很易將受擾通信線遷改徑路（主要是明線）較少或很易將受擾通信線遷改徑路的場合。的場合?；拘椭苯庸╇姺绞交拘椭苯庸╇姺绞皆诜▏⒂?、原蘇在法國、英國、原蘇聯(lián)都廣泛應(yīng)用。聯(lián)都廣泛應(yīng)用。 ct基本型直接基本型直接供電方式供電方式帶回流線的直接供電方式：帶回流線的直接供電方式：在鋼軌上并聯(lián)架空回流在鋼軌上并聯(lián)架空回流線（又稱負饋線）。鋼軌電位

9、大為降低，對通信線線（又稱負饋線）。鋼軌電位大為降低，對通信線的干擾得到較好抑制。還能降低牽引網(wǎng)阻抗，使供的干擾得到較好抑制。還能降低牽引網(wǎng)阻抗，使供電臂延長電臂延長30%及以上。及以上。 帶負饋線的帶負饋線的直接供電方式直接供電方式nct（2） bt供電方式供電方式 bt/回流線方式：回流線方式：bt串入接觸網(wǎng)，間隔約串入接觸網(wǎng)，間隔約1.5km-4km，用以吸回地中電流，減少通訊干擾。，用以吸回地中電流，減少通訊干擾。 bt/回流線方式牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高，牽回流線方式牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高，牽引網(wǎng)阻抗變大，供電臂長度將減??；因存在引網(wǎng)阻抗變大，供電臂長度將減?。灰虼嬖赽t分段分段（

10、火花間隙），不利于高速、重載等大電流運行；（火花間隙），不利于高速、重載等大電流運行；但但bt方式的鋼軌電位低，抑制通信干擾的效果很好。方式的鋼軌電位低，抑制通信干擾的效果很好。bt/bt/回流線方式回流線方式btbtnct bt-回流線方式比回流線方式比bt-鋼軌方式抑制通信干鋼軌方式抑制通信干擾的效果好。擾的效果好。 我國采用的我國采用的bt方式均為方式均為bt-回流線方式，而回流線方式，而英國、法國、瑞典兩種方式都有應(yīng)用，挪威只用英國、法國、瑞典兩種方式都有應(yīng)用，挪威只用bt-鋼軌方式。鋼軌方式。 bt/bt/鋼軌方式鋼軌方式btbtct（3） at供電方式供電方式 at并聯(lián)于牽引網(wǎng)中，

11、克服了并聯(lián)于牽引網(wǎng)中，克服了bt串入網(wǎng)中串入網(wǎng)中bt分段分段的缺陷，使供電電壓成倍提高，牽引網(wǎng)阻抗小，供電的缺陷，使供電電壓成倍提高，牽引網(wǎng)阻抗小，供電距離長（約為直接供電方式的距離長（約為直接供電方式的170%-200%），網(wǎng)上），網(wǎng)上壓損和能損都小，是一種適于高速、重載等大電流牽壓損和能損都小，是一種適于高速、重載等大電流牽引方式。引方式。 一般一般at間隔約間隔約10km左右，左右，at供電方式的鋼軌供電方式的鋼軌電位較低，抑制道路干擾的效率與電位較低，抑制道路干擾的效率與bt-回流線方式相回流線方式相近，投資要高一些。近，投資要高一些。at供電方式在日本山陽新干線供電方式在日本山陽新干

12、線上應(yīng)用，后來法國、美國、前蘇聯(lián)、我國等相繼采上應(yīng)用，后來法國、美國、前蘇聯(lián)、我國等相繼采用。用。 nnatatpfctat接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)鋼軌鋼軌正饋線正饋線6.3 電源供電能力與電氣化鐵路運行可靠性電源供電能力與電氣化鐵路運行可靠性 v電源供電能力電源供電能力 一般用一般用短路容量短路容量來衡量。來衡量。短路容量是指三相短路時系統(tǒng)短路容量是指三相短路時系統(tǒng)等效電源等效電源供給短供給短路點處的容量。路點處的容量。 v電力系統(tǒng)的短路容量，是選擇牽引變電所電力系統(tǒng)的短路容量，是選擇牽引變電所牽引變牽引變壓器壓器與與開關(guān)開關(guān)等電力設(shè)備所必需的重要參數(shù)，同時等電力設(shè)備所必需的重要參數(shù)，同時也是估計電力系

13、統(tǒng)供電能力的重要依據(jù)。也是估計電力系統(tǒng)供電能力的重要依據(jù)。 6.3 電源供電能力與電氣化鐵路運行可靠性電源供電能力與電氣化鐵路運行可靠性v日本、法國、英國、美國平均每戶每年停電時間日本、法國、英國、美國平均每戶每年停電時間分別為分別為 9、94、77、58 min，即供電可靠率分別，即供電可靠率分別為為 99.998、99.982、99.98、99.989%。v我國的供電可靠性較低，我國的供電可靠性較低，1995 年供電可靠率只年供電可靠率只有有99.075%。 6.4 電能質(zhì)量與外部電源電壓等級選擇電能質(zhì)量與外部電源電壓等級選擇 v影響因素影響因素供電的可靠性供電的可靠性電源電壓等級越高，其

14、供電可靠性也越高，客運專電源電壓等級越高，其供電可靠性也越高，客運專線、高速鐵路及重載鐵路都提出了更高的可靠性要線、高速鐵路及重載鐵路都提出了更高的可靠性要求求 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電氣化鐵路主要涉及電氣化鐵路主要涉及電壓偏差電壓偏差、三相電壓不平衡三相電壓不平衡、電壓波動、電壓波動、電網(wǎng)諧波電網(wǎng)諧波、無功補償與功率因數(shù)等電能、無功補償與功率因數(shù)等電能質(zhì)量指標(biāo)，它們在國標(biāo)中主要反映用戶干擾量與系質(zhì)量指標(biāo)，它們在國標(biāo)中主要反映用戶干擾量與系統(tǒng)短路容量的關(guān)系。統(tǒng)短路容量的關(guān)系。 v增大系統(tǒng)供電容量，可以達到增強系統(tǒng)的承受能增大系統(tǒng)供電容量，可以達到增強系統(tǒng)的承受能力的目的。力的目的。6.4.1電力系

15、統(tǒng)的供電能力電力系統(tǒng)的供電能力 v限制電力網(wǎng)送電能力的因素限制電力網(wǎng)送電能力的因素 導(dǎo)線發(fā)熱導(dǎo)線發(fā)熱電壓損失電壓損失功率和能量損耗功率和能量損耗v起因：電流起因：電流v解決方法：提高供電電壓，減小電流解決方法：提高供電電壓，減小電流表表6-1 電力網(wǎng)電壓與輸送功率、距離的關(guān)系電力網(wǎng)電壓與輸送功率、距離的關(guān)系 額定電壓（kv）輸送功率（mva）輸送距離（km）11010505015022010015010030050010001500150850v我國我國普速電氣化鐵路普速電氣化鐵路一般采用一般采用110 kv電壓等級。電壓等級。v對于對于高速電氣化鐵路高速電氣化鐵路推薦采用推薦采用220kv電

16、壓等級。電壓等級。v既有京滬線既有京滬線電氣化工程部分即采用了電氣化工程部分即采用了220 kv的電的電壓等級。壓等級。v新建客運專線新建客運專線則全部采用則全部采用220 kv電源。電源。 外部供電電源容量與可靠性外部供電電源容量與可靠性（1 1）短路容量）短路容量 外部供電電源容量外部供電電源容量一般用短路容量來衡量一般用短路容量來衡量 電力系統(tǒng)的發(fā)電容量電力系統(tǒng)的發(fā)電容量越大，短路容量越大；負載點越大，短路容量越大；負載點距離電力系統(tǒng)電源越近，短路容量也越大距離電力系統(tǒng)電源越近，短路容量也越大 提高輸電線的電壓等級，可提高電力系統(tǒng)的短路容提高輸電線的電壓等級，可提高電力系統(tǒng)的短路容量量s

17、d分布范圍分布范圍(mva)110kv電網(wǎng)電網(wǎng)4403500220kv電網(wǎng)電網(wǎng)370014000電網(wǎng)短路容量分布范圍6.4.2 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)電壓損失電壓損失對短路容量的需求對短路容量的需求 v分析的負荷和系統(tǒng)條件分析的負荷和系統(tǒng)條件普速普速110kv系統(tǒng)系統(tǒng)pcc短路容量取短路容量取5002000mva，供電，供電設(shè)備容量取設(shè)備容量取180350mva。牽引變壓器容量取較為。牽引變壓器容量取較為常見的常見的20mva 、25mva、31.5mva、50mva；牽；牽引變壓器的接線方式；采用復(fù)線帶回流線直接供電引變壓器的接線方式；采用復(fù)線帶回流線直接供電方式或方式或at方式；供電臂長

18、度方式；供電臂長度2025 km且每供電臂且每供電臂最大列車數(shù)為四列。最大列車數(shù)為四列。列車采用交直傳動方式，時速列車采用交直傳動方式，時速120km/h，追蹤間，追蹤間隔隔5分鐘，列車功率因數(shù)大于分鐘，列車功率因數(shù)大于0.8，單列機車額定功，單列機車額定功率率6400kw，4800kw。6.4.2 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)電壓損失電壓損失對短路容量的需求對短路容量的需求 v分析的負荷和系統(tǒng)條件分析的負荷和系統(tǒng)條件高速高速按按220kv系統(tǒng)系統(tǒng)pcc短路容量取短路容量取7506000mva，供，供電設(shè)備容量取電設(shè)備容量取180350mva。牽引變壓器容量。牽引變壓器容量63mva 、75mva

19、、120mva（規(guī)劃中遠期最大容（規(guī)劃中遠期最大容量），阻抗電壓量），阻抗電壓10.5%；牽引變壓器的接線方式；牽引變壓器的接線方式；采用復(fù)線采用復(fù)線at供電方式；供電臂長度供電方式；供電臂長度30 km且每供電且每供電臂最大列車數(shù)為四列。臂最大列車數(shù)為四列。列車采用交直交傳動方式，時速列車采用交直交傳動方式，時速250350km/h，追蹤間隔追蹤間隔3分鐘，列車功率因數(shù)大于分鐘，列車功率因數(shù)大于0.95，諧波電流，諧波電流總畸變率總畸變率5%，單列機車額定功率，單列機車額定功率13200kw，最大，最大功率功率23000kw。 6.4.2 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)電壓損失電壓損失對短路容量的

20、需求對短路容量的需求v牽引供電系統(tǒng)的最低電壓水平牽引供電系統(tǒng)的最低電壓水平 v牽引網(wǎng)壓損影響因素牽引網(wǎng)壓損影響因素列車功率因數(shù)列車功率因數(shù)供電臂長度供電臂長度v常速列車牽引網(wǎng)壓損為常速列車牽引網(wǎng)壓損為4000v左右，高速列車牽左右，高速列車牽引網(wǎng)壓損為引網(wǎng)壓損為5000v左右。左右。 minmax29jtsuuuu6.4.2 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)電壓損失電壓損失對短路容量的需求對短路容量的需求v牽引變壓器壓損影響因素牽引變壓器壓損影響因素變壓器的容量變壓器的容量變壓器的漏抗變壓器的漏抗負載電流的大小負載電流的大小低壓側(cè)功率因數(shù)低壓側(cè)功率因數(shù) v牽引網(wǎng)電壓損失和牽引變壓器壓損與系統(tǒng)短路容牽引

21、網(wǎng)電壓損失和牽引變壓器壓損與系統(tǒng)短路容量無關(guān)。量無關(guān)。v常速列車兩者之和在常速列車兩者之和在6500v左右，高速列車兩者左右，高速列車兩者之和在之和在7000v左右左右。 短路容量與電壓偏差短路容量與電壓偏差 為減小電壓偏差，應(yīng)選擇盡量大的短路容量為減小電壓偏差，應(yīng)選擇盡量大的短路容量 普通鐵路普通鐵路高速鐵路高速鐵路st（mva）202531.5506375120sd（mva）50075012001900180025004500sd/st2530 383829 3338最低網(wǎng)壓20kv要求的st與sd的關(guān)系普通鐵路：建議sd在5002000mva以上，接入110kv電網(wǎng)。 高速鐵路：建議sd

22、在18004500mva以上，接入220kv電網(wǎng)。以上是按以上是按鐵路標(biāo)準(zhǔn)鐵路標(biāo)準(zhǔn)（tbtb）最低網(wǎng)壓）最低網(wǎng)壓20kv20kv計算的結(jié)果。計算的結(jié)果。表表 6-3各部分各部分電壓損失電壓損失統(tǒng)計分析表統(tǒng)計分析表 牽引變?nèi)萘浚╩va）202531.540506380牽引網(wǎng)壓損（v）3162 35% 3900 43% 4612 49% 4777 53% 3568 40% 3830 43% 4889 54%牽引變壓損（v）4193 47% 3850 43% 3479 37% 3335 37% 4307 48% 4235 47% 3407 38%電力系統(tǒng)壓損（v）1597 18% 1222 14%

23、1392 15% 8479% 1079 12% 907 10% 6838%結(jié)論：由統(tǒng)計分析可見，與電力系統(tǒng)短路容量密切相關(guān)的電力系統(tǒng)電壓損失僅占總損失的%至18間。因所占份量相對較小，通過提高短路容量提高電鐵供電電壓的所得是有限的。電壓偏差電壓偏差v系統(tǒng)短路容量與供電電壓偏差的關(guān)系系統(tǒng)短路容量與供電電壓偏差的關(guān)系 gb/tl23252008電能質(zhì)量一供電電壓允許電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差偏差中規(guī)定：中規(guī)定：35kv及以上供電電壓正負偏差及以上供電電壓正負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的的絕對值之和不超過額定電壓的10。 電壓波動的范圍與牽引供電系統(tǒng)的外部電源供電壓波動的范圍與牽引供電系統(tǒng)的外部

24、電源供電能力即電壓等級直接相關(guān)電能力即電壓等級直接相關(guān)。一般系統(tǒng)容量增。一般系統(tǒng)容量增大，系統(tǒng)的短路阻抗減小，使得系統(tǒng)的電壓損大，系統(tǒng)的短路阻抗減小，使得系統(tǒng)的電壓損失降低，從而牽引變壓器出口電壓水平提高，失降低，從而牽引變壓器出口電壓水平提高，牽引網(wǎng)電壓水平提高，但相應(yīng)的電壓波動允許牽引網(wǎng)電壓水平提高，但相應(yīng)的電壓波動允許百分比也降低了。百分比也降低了。 v保證電鐵供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的基本結(jié)論保證電鐵供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的基本結(jié)論常速普通電氣化鐵路常速普通電氣化鐵路（牽引變?nèi)萘浚恳內(nèi)萘?0mva-50mva）：）：系統(tǒng)短路容量建議在系統(tǒng)短路容量建議在500mva至至2000mva以上，即為牽以

25、上，即為牽引變?nèi)萘康囊內(nèi)萘康?5-38倍倍。重載貨運電氣化鐵路重載貨運電氣化鐵路（牽引變?nèi)萘浚恳內(nèi)萘?3mva-75mva）：）：系統(tǒng)短路容量建議在系統(tǒng)短路容量建議在2800mva至至3800mva以上，即為以上，即為牽引變?nèi)萘康臓恳內(nèi)萘康?4-48倍倍。高速客運專線電氣化鐵路高速客運專線電氣化鐵路：（牽引變?nèi)萘浚海恳內(nèi)萘?3mva-120mva）：系統(tǒng)短路容量建議在）：系統(tǒng)短路容量建議在1800mva至至4500mva以上，即為牽引變?nèi)萘康囊陨?，即為牽引變?nèi)萘康?9-38倍倍。v上述計算中，上述計算中，僅考慮了典型的牽引負載僅考慮了典型的牽引負載，在實際系統(tǒng)設(shè)計中，在實際系統(tǒng)設(shè)計

26、中，還要更詳細的考慮牽引系統(tǒng)可能遇到的各種負載情況。還要更詳細的考慮牽引系統(tǒng)可能遇到的各種負載情況。 6.4.3 三相電壓不平衡度限定對短路容量的需求三相電壓不平衡度限定對短路容量的需求 vgb/t 155432008電能質(zhì)量電能質(zhì)量-三相電壓不平衡三相電壓不平衡的規(guī)定，電力系統(tǒng)公共連接點的正常電壓不平衡的規(guī)定，電力系統(tǒng)公共連接點的正常電壓不平衡度允許值為度允許值為2，短時不得超過，短時不得超過4。 v三相電壓不平衡度可由下式近似計算三相電壓不平衡度可由下式近似計算v在負序功率一定的情況下，三相電壓不平衡度只在負序功率一定的情況下，三相電壓不平衡度只與公共連接點的短路容量有關(guān)，短路容量越大，與

27、公共連接點的短路容量有關(guān)，短路容量越大，系統(tǒng)承受負序影響的能力越強。系統(tǒng)承受負序影響的能力越強。 knusiu103v京津城際京津城際v采用交采用交-直直-交型電力機車，設(shè)計速度交型電力機車，設(shè)計速度350km/h，運營速度運營速度300km/h，全線（復(fù)線）按，全線（復(fù)線）按2個單相個單相接線牽引變電所配置計算，每個牽引變電所的接線牽引變電所配置計算，每個牽引變電所的最大單相負荷功率為最大單相負荷功率為81.9mva。 v220kv電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) v110kv電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)81.9100%100%1.638%5000euss81.9100%100%4.095%2000euss短路容量與電

28、壓不平衡度短路容量與電壓不平衡度 增大牽引變電所受電點處的短路容量，可以減小該處的三增大牽引變電所受電點處的短路容量，可以減小該處的三相電壓不平衡程度和對其他負荷的負序影響。相電壓不平衡程度和對其他負荷的負序影響。從電壓不平衡度（負序）看：依從電壓不平衡度（負序）看：依gb/t 15543-2008，取，取1.5倍牽引變壓器額定負荷為倍牽引變壓器額定負荷為95概率大負荷值，則需要概率大負荷值，則需要sd 116 st 。gb/t電壓偏差要求的st與sd的關(guān)系 標(biāo)準(zhǔn)對負序的要求很嚴格，當(dāng)給電氣化鐵路供電的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對負序的要求很嚴格，當(dāng)給電氣化鐵路供電的電網(wǎng)sd達不到表所列數(shù)值時，鐵路產(chǎn)生的負序需

29、予治理。達不到表所列數(shù)值時，鐵路產(chǎn)生的負序需予治理。注注意到意到120mva牽引變電所牽引變電所對應(yīng)的電網(wǎng)對應(yīng)的電網(wǎng)sd為為13920mva，已，已近近220kv極限，極限，負序問題尤為突出負序問題尤為突出。 普通鐵路普通鐵路高速鐵路高速鐵路st（mva）202531.5506375120sd（mva）23201900 365458007310870013920諧波電壓、電流限值與短路容量的關(guān)系諧波電壓、電流限值與短路容量的關(guān)系 v不同電壓等級接入時的電鐵諧波指標(biāo)不同電壓等級接入時的電鐵諧波指標(biāo) 表表6-6 公用電網(wǎng)諧波電壓限值公用電網(wǎng)諧波電壓限值表表6-7 注入公共連接點的諧波電流允許值注入

30、公共連接點的諧波電流允許值電網(wǎng)標(biāo)稱電壓kv電壓總諧波畸變率 %各次諧波電壓含有率，%奇次偶次1102.01.60.8標(biāo)準(zhǔn)電壓kv基準(zhǔn)短路容量mva諧波次數(shù)及諧波電流允許值ihp （a）234567891011121314151617181920212223242511075012 9.6 6.0 9.6 4.0 6.8 3.0 3.2 2.4 4.3 2.0 3.7 1.7 1.9 1.5 2.8 1.3 2.5 1.2 1.4 1.1 2.1 1.0 1.9v諧波影響分析諧波影響分析表表6-10 典型系統(tǒng)的諧波計算結(jié)果（典型系統(tǒng)的諧波計算結(jié)果（31.5mva）表表6-14 高速鐵路典型系統(tǒng)的

31、諧波計算結(jié)果高速鐵路典型系統(tǒng)的諧波計算結(jié)果牽引變接線方式主要電能質(zhì)量數(shù)據(jù)諧波電流（a）不采取任何措施的諧波電壓（thd%）裝設(shè)12%電抗率補償電容器時的諧波電壓（thd%）110kv接入純單相接線超標(biāo)7.0（大于2%）6.1（大于2%）v/v接線超標(biāo)5.0（大于2%）4.7（大于2%）220kv接入純單相接線超標(biāo)2.6（大于2%）2.3（大于2%）v/v接線超標(biāo)1.9（小于2%）1.7（小于2%）牽引變接線方式主要電能質(zhì)量數(shù)據(jù)諧波電流（a）不采取任何措施的諧波電壓（thd%）裝設(shè)12%電抗率補償電容器時的諧波電壓（thd%）110kv接入純單相接線超標(biāo)5.6（大于2%）4.9（大于2%）v/v

32、接線超標(biāo)4.2（大于2%）3.7（大于2%）220kv接入純單相接線超標(biāo)2.1（大于2%）1.8（小于2%）v/v接線超標(biāo)1.6（小于2%）1.4（小于2%）短路容量與諧波短路容量與諧波為減小電壓畸變，應(yīng)選擇盡量大的短路容量為減小電壓畸變，應(yīng)選擇盡量大的短路容量 gb/t中3次諧波限制要求的st的sd之關(guān)系gb/t 14549-93諧波（特別是諧波（特別是3次）電流要求的電網(wǎng)次）電流要求的電網(wǎng)sd遠遠大于大于110kv實際電網(wǎng)的實際電網(wǎng)的sd，連連220kv電網(wǎng)都不能達到，電網(wǎng)都不能達到，因因此，普通鐵路的諧波電流均需治理。此，普通鐵路的諧波電流均需治理。普通鐵路普通鐵路高速鐵路高速鐵路st（mva）202531.5506375120sd（mva）84201052513262 21050265203157550520v