电气化铁路牵引供电系统研究现状及关键性技术

李秀丽 袁俊杰

摘要：改革开放以来，经济发展迅速。同时，电气化铁路的牵引效果十分明显。电气化铁路牵引具有一个庞大的供电系统。电气化铁路的发展非常迅速，导致供电系统出现了一些问题：电容效应，短路不对称，甩负荷现象严重。各大领域对电气化铁路牵引供电系统进行了详细的分析。针对这一现象的发生，很多的研究机构在这些基础上做出了进一步的解释。伴随着电路系统漏洞的出现。相应的关键技术也得到了相应的发展。这些技术能够很好的控制电气化铁路牵引供电系统，为供电技术提供了建设性的支持。同时也为以后供电系统的研发提供了很好的思路。

关键词：电气化铁路；牵引供电系统；无牵引变压器；关键控制技术

引言

近年来，铁路的发展越来越受到人们的重视，其中铁路电气化发展更为流行。20世纪末、21世纪初，第一条高科技电气化铁路正式通车，开创了一个崭新的铁路时代。如大家所知道的那样，大众百姓的生计维持与铁路的发展息息相关，能够建造一条好的铁路网络化的供電系统是不可或缺的。这意味着电气化铁路应该有更上一层楼的发展，它所包含的指导化的供电系统除了支撑靠相关电器力量方面的一些性能需求，其中主要是机车牵引性能，而且当今时代还应该实现的是网络化供电系统，但是在使用这一系统的同时要能够公共电网的稳定运行，不能状况频发。不可避免的是，电气化铁路牵引供电系统还是出现许多漏洞。

一、电气化铁路牵引供电系统漏洞

（一）电元子的流向问题

电流的负序是通过牵引电路改换方式接入电力供电网络，有许多隐秘的未知的因素造成的，负序电流会导致变压器温度增高，随之会改变变压器的载量；电网中的电能质量会随之减少；第三，电线路会发生相应的问题，这是应该提前考虑到的。

（二）没有功率的问题

随着科学技术的发展，新型电力机车的普及，大量机车的工作将日益增多。虽然仍存在许多不协调因素，如机械老化等，从电网中得到了大量无用的电力，但工作中仍存在漏洞。除此之外。牵引网和牵引变压器的影响，也会使相关机械的做功降低，从而影响整个电力网络的发展。有问题就应该有解决方式，什么样的解决方式才是最理想的呢？这是个值得深切思考的问题，以国家目前出台的供电方案来深入剖析，综合电气化新时代的发展来看，提出无牵引变压器新型同相供电系统的标新化目标，拓宽我国的电路高新化发展，这是我国的中坚力量，同时也是我国的当务之急。

二、一般解决方案

（一）改变供电思路顺序

电路系统中的电荷过载严重影响了我国电气化铁路新时期的发展趋势。为解决这一问题，提出了牵引供电系统供电新技术。

（二）增加相应机能

在现有的供电技术中引入新的资源反馈，形成新资源的良性循环，如增加电容器容量、降低机械车辆负载以补偿机车负载产生的无功功率，电网利用率将发生良性变化。电力机械可更加便捷、造价便宜、更好控制，同时还可缓解容量的不稳定性；虽有不完善之处，但前景较为乐观。

三、针对关键技术

（一）重视机械荷重量

在电气化铁路线路中，不同的机车的载荷量是不同的。机车负载变化不规律，只是一个极大的缺陷问题。因此我们需要制定一系列的措施进行补救，重视机械的荷重量就是一个关键。

（二）改变机械控制技术

贯通型同相供电系统一直是我们要实现的目标，而在这一目标实现的过程中仍存在需要解决的问题，首先电分相环节一定要改变，但这一改变存在的问题就是逆变器的联结方式，若想达到目的这个问题必须要解决。要是想保证这个并联系统的效率可操作性环流过大就必须要解决。现在为止，集中式控制法、主从式控制法、分布式控制法和无互联线控制法，这些方法可以实现逆变器的并联。

（三）寻求突破

移相变压器目前还没有应用于新型同相供电装置的输入侧，而且开关频率低会造成调制困难，带来许多负面影响。而这些问题带来的影响就是切分变压器一次侧低频纹波变大，所以当下需要解决的棘手的问题就是尽快消除切分变压器一次侧电流的低频纹波，从而达到我们想要的预期结果。当今时代运营业发展迅速，竞争越来越激烈，对于网络建设的要求也会随之越来越高，因此建起了更多的移动通信基站。数据统计，我们举例说明一下，早在2011年就建有通讯基站1046处之多，总共维护人员仅有56人，运行过程中的工程建设，设备的修理维护以及故障的分析解决，无线数据的传输，优化系统硬件以及处理用户的大大小小的投诉等等，这些且不仅限于这些都是他们的工作内容，工作量特别大。况且电源维护人员也是由无线专业人员兼职的，这主要是因为一个我们不得不承认的问题，就是对于电源系统没有一个明确的考核指标而造成了对基站电源系统维护工作的忽略，正是因为没有明确的考核指标，造成人员的专业素质及工作能力达不到专业要求，这是造成基站电源退服的主要原因，而且退服率竟然达到25%，纵使电源系统每年投资也仍然通信情况频繁出现。

（五）转变思维

若是改变了移动通信基站建网方式一定会造成一场变革，就是移动通信基站供电系统的改变，如果能做到这样的话，移动通信基站供电会比原来安全，可靠的多。与此同时我们若是能扩大新能源的应用空间，减少蓄电池在生活中的应用量，减少空气调节用电所占比重，那么维护人员的工作量定会大大减少，达到一个移动通信基站供电系统的新格局。

结语

世界的发展在政治和经济方面都是多样化的。从铁路公路建设的发展、电网的发展到新型电气化铁路牵引供电系统的成功建设，两者结合的新时期力量不容忽视。在电气化铁路牵引供电系统中，新型的科学技术嵌入其中，会产生不可预知的供电方式，并会发现与之相反的抗力顺序。；接线方式的平衡感更加完善，可更方便的与单相牵引供电相互映衬，高储蓄电能时代到来指日可待，同时，无资源化回馈占据了大半江山，有资源化的补偿也愈渐鲜明，小付出大收获的幻想已不再是空想。一个更理想化的阶段是利用现有资源加上多元化的环境情况可帮助供电系统更好的发展，既改变了运作方式，同时又节约了成本，何乐而不为。另一方面，电气化铁路的发展新机遇是同相供电，不仅避免了电力的浪费，在机车的安全保障、容量性和相关速率方面也有了突破性的发展。这是具有价值性的科学发展，是值得不断探索的新机遇。从长远上看，同相供电可以取消电分相环节，提高机车的安全性、运载力和速度，是电气化铁路的发展方向。基于平衡装置和牵引变压器的同相供电系统可以利用现有牵引变压器，改造成本较低，同时在装置故障时，牵引变压器能继续为电力机车供电。但是这种同相供电方案，属于变压器二次侧直接并联的方式，无法彻底取消电分相环节，不能实现贯通式同相供电。结合全电力电子变换的无牵引变压器多电平新型同相供电系统可以彻底取消电分相环节，控制上更灵活，是贯通性同相供电系统的一个很有前景的研究方向。同时，应用在牵引供电网的逆变器并联方法是实现贯通式同相供电的关键，值得深入研究。

参考文献：

[1]白富宇.电气化铁路接触网施工技术要点分析[J].企业技术开发，2015（14）：11～12

[2]张宝军.铁路牵引与供电系统的问题及对策[J].城市建设理论研究：电子版，2015（17）：91～93