铁道牵引供电系统存在的问题及其应对措施探讨

罗君 武汉铁路职业技术学院

随着我国社会经济的快速发展，我国对铁路运输服务的需求不断提高，为保证铁路运输过程的安全性及稳定性，需要严格做好铁道牵引供电系统的运行维护及管理工作，及时处理铁道牵引供电系统中存在的问题，使其能够处于最佳的运行状态。就目前来看，我国铁道牵引供电系统中依旧存在一些问题，比如谐波电流问题、无功功率问题及负序电流问题等等，这些问题都直接影响到铁道牵引供电系统的正常运行，对铁路运输安全造成较大的负面影响。因此，有必要深入分析铁道牵引供电系统中存在的问题，便于采取有效措施进行处理，使铁道牵引供电系统的正常运行得到保障。

1 铁道牵引供电系统中存在的问题

1.1 谐波电流问题

在铁道牵引供电系统运行过程中，一旦出现谐波电流问题，将直接造成以下几种情况：①系统谐波损耗不断增加，系统电网中的元件损耗更加严重。由于受到三次谐波的影响，系统线路中的热量较大，很容易引起火灾等安全事故。②系统设备的工作效率逐渐降低，难以保证铁道牵引供电系统的高效运行。③牵引变电所的负载能力逐渐降低，系统无功功率不断增长，进而对牵引变电所中电容器的工作造成较大影响。④系统接线的噪声及振动越来越大，系统设备的运行负荷逐渐提升，以致设备及线缆中的热量越来越多，很容易造成火灾事故。⑤系统电网出现并联谐振、局部串联等情况，以致系统谐波更大，既影响到系统正常运行，也增加了安全事故的发生率。

1.2 无功功率问题

无功功率问题是铁道牵引供电系统中比较常见的一种问题，若无法对其进行有效处理，将直接影响到整个系统的正常运行。一般在铁道牵引供电系统运行过程中，一旦出现无功功率问题，那么系统中的有功损耗就会显著增加，以致设备发热量越来越高，产生大量的额外能量损耗。其次，在出现无功功率问题的时候，系统供电电流也会越来越大，以致系统设备及导向的容量也逐渐增加，对系统运行造成较大的负面影响。最后，在出现无功功率问题的时候，变送电设备的有功输出容量显著降低。

1.3 负序电流问题

在铁道牵引供电系统运行过程中，一旦出现负序电流问题，将直接造成以下几种情况：①产生大量的无功功率，导致铁道运输安全受到较大影响。②变压器的输出功率显著下降，进而影响到供电系统的工作效率。③部分设备及线路存在过大的热量，进而出现较严重的设备材料损耗问题，对设备材料的使用性能及使用寿命造成较大影响，给系统维护工作带来更大挑战，且造成了较大的资金浪费。④输电线路容量被占用过多，对系统输电能力造成较大影响，难以发挥系统输电功能的整体作用，不利于系统的正常工作。⑤继电器误动作的发生率显著提升，难以保证系统的正常运行。

2 铁道牵引供电系统问题的应对措施

2.1 谐波电流问题的应对措施

在进行铁道牵引供电系统的维护管理工作时，需要采取合理有效的方法对谐波电流问题进行处理，既要保证谐波电流处理工作的最终效果，也要降低资金投入，使铁道牵引供电系统的维护管理水平得到有效提升。在具体工作中，可以采取以下几种措施进行处理：①多重化技术。对系统中的各个交流器进行联合，通过多重化技术对谐波进行叠加，使铁道牵引供电系统中的低频率谐波得到消除。②将滤波器使用到铁道牵引供电系统中，以此实现对谐波的有效控制，使谐波电流得到有效降低。③叠加注入法。对谐波电流和三次倍数的谐波源进行叠加，将其添加到系统中的矩形波形上，使系统谐波得到有效降低。④合理配置减震器。将适合的减震器安装到铁道牵引供电系统中，防止设备受到振动冲击出现损坏情况，使系统能够处于更加稳定的运行环境。

2.2 无功功率问题的应对措施

在进行铁道牵引供电系统的维护管理工作时，需要及时对无功功率问题进行处理，具体可以采取以下几种方法进行处理：①采用四象限PWM 整流器。就目前来看，大部分电力机车都采用着“交流-直流”或“交流-直流-交流”的供电模式，通过对四象限PWM 整流器进行有效运用，能够将电动机车的输入电流基波及输入电压基波控制在同一个相位，以此消除系统中存在的无功功率。②改进系统的相关设备。比如在电动机车中加装矫正装置，以此提高系统的功率因数，使机车运行功率因数得到提高。③合理选择机电设备，保证机电设备的整体性能达到要求，通过这些机电设备提高系统功率因数，使电能利用效率得到有效提升。

2.3 负序电流问题的应对措施

在进行铁道牵引供电系统的维护管理工作时，需要采取有效措施对负序电流问题进行处理，具体可以采取以下几种措施：①相序轮换技术。通过对相序轮换技术进行有效运用，能够保证三项之间的平衡，降低负序电流问题的发生率。②采用容量较大的电源。通过容量较大的高压电源能够消除铁道牵引供电系统中存在的不平衡电流，从而减少负序电流的发生。③采用STATCOM 补偿法。通过STATCOM 补偿法能够对铁道牵引供电系统中出现的负序电流进行消除，既能够实现对所有功率的有效调节，也能够实现对无功功率的四象限控制。同时，能够对谐波进行输出，使铁道牵引供电系统中的负序电流得到有效降低。

2.4 高压电缆故障的应对措施

在铁道牵引供电系统的维护管理时，需要重视对高压电缆故障的处理，具体可以从以下几个方面开展工作：①根据相关流程及规范要求进行电缆铺设施工，控制好电压电缆的弯曲半径，并根据实际情况合理运用分沟铺设等各种施工方式。同时，若是电缆要超过铁路，需要采用强度较高的PVC 管材，并控制好护管半径，使高压电缆处于安全、稳定的运行环境。②合理选择材料。一般都是选择铜质的单芯交流27.5k V 交联聚乙烯绝缘电缆，还要配备非磁性的金属铠装保护层，并做好电缆型号及规格的检查工作，使其能够达到工程施工的要求。③选择明线架空措施进行处理，确保工作人员能够及时找出高压电缆的故障点，进而采取具有针对性及合理性的措施进行处理，使高压电缆故障检修的工作效率及工作质量得到有效提高。

3 结语

综上所述，为保证铁道牵引供电系统的正常运行，使其能够更好地服务于我国铁路运输系统，应充分了解铁道牵引供电系统中存在的问题，结合实际情况进行综合分析和考虑，并采取有效措施对谐波点流问题、无功功率问题、负序电流问题及高压电缆故障进行有效处理，使铁道牵引供电系统能够处于更加安全、稳定的运行环境，为我国铁路运输事业的发展提供有利支持。