电气化铁路对聊城电网的影响

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,越来越成为世界铁路发展的重要方向。但电气化铁路作为电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、不对称和波动性的特点,给电力系统引入了大量的谐波、负序电流,影响了电能质量。特别是随着国民经济和高新科学技术产业的发展,设备自动化水平的提高,用户对电能质量提出了比传统的机电产品更新更高的要求,这种影响表现得更加突出。 京九铁路的电气化改造通过杨庙、石佛两牵引站与聊城电网相连,为了更好地发挥电气化铁路的效率,降低电铁负荷对聊城电网的影响,需要对其进行深入的分析。 本文首先阐述了电气化铁路主要供电方式、接线以及电力机车的运行方式,在此基础上详细地分析了电气化铁路相关问题的产生机理和原因,并基于标准化的电能质量评估指标,确定了系统谐波和负序电流的分析方法,为量化电气化铁路对电网的影响提供了条件。 根据聊城电网实际的运行情况,分析了电气化铁路牵引站具体的接线方式,并基于PSCAD软件平台构建了电铁负荷对聊城电网的影响分析模型,其中考虑了电铁接入点短路容量的影响：针对不同情景下电铁负荷接入时的谐波和负序电流进行了仿真对比,并基于已有的分析计算方法,对相关电能质量指标进行了量化计算,有效反映了电铁负荷对聊城电网的影响；结合目前聊城地区电网分层分区运行和电气化铁路的接入方式,提出了几种合理的治理措施,如220kV电网接入、铁路专用变压器供电方案、背靠背供电方式、SVC治理方案等,所提出的措施能够减少电铁负荷对电力系统的负面影响,有效地改善了电能质量。 根据电气化铁路牵引供电系统的特点,确定了实际电铁线路中各种保护定值的类型；结合聊城电网牵引站的实际变压器接线,建立了相应的参数等值模型,该模型能够有效反映实际低压侧的各种短路故障；基于建立的变压器参数模型,结合复合序网图与对称分量法,给出了保护装置测量阻抗值的计算方法;依据实际需要的各种保护定值类型和已有的测量阻抗值,确定了牵引线路保护装置定值整定的具体原则。