羅君 武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學院

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對鐵路運輸服務的需求不斷提高，為保證鐵路運輸過程的安全性及穩(wěn)定性，需要嚴格做好鐵道牽引供電系統(tǒng)的運行維護及管理工作，及時處理鐵道牽引供電系統(tǒng)中存在的問題，使其能夠處于最佳的運行狀態(tài)。就目前來看，我國鐵道牽引供電系統(tǒng)中依舊存在一些問題，比如諧波電流問題、無功功率問題及負序電流問題等等，這些問題都直接影響到鐵道牽引供電系統(tǒng)的正常運行，對鐵路運輸安全造成較大的負面影響。因此，有必要深入分析鐵道牽引供電系統(tǒng)中存在的問題，便于采取有效措施進行處理，使鐵道牽引供電系統(tǒng)的正常運行得到保障。

1 鐵道牽引供電系統(tǒng)中存在的問題

1.1 諧波電流問題

在鐵道牽引供電系統(tǒng)運行過程中，一旦出現(xiàn)諧波電流問題，將直接造成以下幾種情況：①系統(tǒng)諧波損耗不斷增加，系統(tǒng)電網(wǎng)中的元件損耗更加嚴重。由于受到三次諧波的影響，系統(tǒng)線路中的熱量較大，很容易引起火災等安全事故。②系統(tǒng)設備的工作效率逐漸降低，難以保證鐵道牽引供電系統(tǒng)的高效運行。③牽引變電所的負載能力逐漸降低，系統(tǒng)無功功率不斷增長，進而對牽引變電所中電容器的工作造成較大影響。④系統(tǒng)接線的噪聲及振動越來越大，系統(tǒng)設備的運行負荷逐漸提升，以致設備及線纜中的熱量越來越多，很容易造成火災事故。⑤系統(tǒng)電網(wǎng)出現(xiàn)并聯(lián)諧振、局部串聯(lián)等情況，以致系統(tǒng)諧波更大，既影響到系統(tǒng)正常運行，也增加了安全事故的發(fā)生率。

1.2 無功功率問題

無功功率問題是鐵道牽引供電系統(tǒng)中比較常見的一種問題，若無法對其進行有效處理，將直接影響到整個系統(tǒng)的正常運行。一般在鐵道牽引供電系統(tǒng)運行過程中，一旦出現(xiàn)無功功率問題，那么系統(tǒng)中的有功損耗就會顯著增加，以致設備發(fā)熱量越來越高，產(chǎn)生大量的額外能量損耗。其次，在出現(xiàn)無功功率問題的時候，系統(tǒng)供電電流也會越來越大，以致系統(tǒng)設備及導向的容量也逐漸增加，對系統(tǒng)運行造成較大的負面影響。最后，在出現(xiàn)無功功率問題的時候，變送電設備的有功輸出容量顯著降低。

1.3 負序電流問題

在鐵道牽引供電系統(tǒng)運行過程中，一旦出現(xiàn)負序電流問題，將直接造成以下幾種情況：①產(chǎn)生大量的無功功率，導致鐵道運輸安全受到較大影響。②變壓器的輸出功率顯著下降，進而影響到供電系統(tǒng)的工作效率。③部分設備及線路存在過大的熱量，進而出現(xiàn)較嚴重的設備材料損耗問題，對設備材料的使用性能及使用壽命造成較大影響，給系統(tǒng)維護工作帶來更大挑戰(zhàn)，且造成了較大的資金浪費。④輸電線路容量被占用過多，對系統(tǒng)輸電能力造成較大影響，難以發(fā)揮系統(tǒng)輸電功能的整體作用，不利于系統(tǒng)的正常工作。⑤繼電器誤動作的發(fā)生率顯著提升，難以保證系統(tǒng)的正常運行。

2 鐵道牽引供電系統(tǒng)問題的應對措施

2.1 諧波電流問題的應對措施

在進行鐵道牽引供電系統(tǒng)的維護管理工作時，需要采取合理有效的方法對諧波電流問題進行處理，既要保證諧波電流處理工作的最終效果，也要降低資金投入，使鐵道牽引供電系統(tǒng)的維護管理水平得到有效提升。在具體工作中，可以采取以下幾種措施進行處理：①多重化技術(shù)。對系統(tǒng)中的各個交流器進行聯(lián)合，通過多重化技術(shù)對諧波進行疊加，使鐵道牽引供電系統(tǒng)中的低頻率諧波得到消除。②將濾波器使用到鐵道牽引供電系統(tǒng)中，以此實現(xiàn)對諧波的有效控制，使諧波電流得到有效降低。③疊加注入法。對諧波電流和三次倍數(shù)的諧波源進行疊加，將其添加到系統(tǒng)中的矩形波形上，使系統(tǒng)諧波得到有效降低。④合理配置減震器。將適合的減震器安裝到鐵道牽引供電系統(tǒng)中，防止設備受到振動沖擊出現(xiàn)損壞情況，使系統(tǒng)能夠處于更加穩(wěn)定的運行環(huán)境。

2.2 無功功率問題的應對措施

在進行鐵道牽引供電系統(tǒng)的維護管理工作時，需要及時對無功功率問題進行處理，具體可以采取以下幾種方法進行處理：①采用四象限PWM 整流器。就目前來看，大部分電力機車都采用著“交流-直流”或“交流-直流-交流”的供電模式，通過對四象限PWM 整流器進行有效運用，能夠?qū)㈦妱訖C車的輸入電流基波及輸入電壓基波控制在同一個相位，以此消除系統(tǒng)中存在的無功功率。②改進系統(tǒng)的相關(guān)設備。比如在電動機車中加裝矯正裝置，以此提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，使機車運行功率因數(shù)得到提高。③合理選擇機電設備，保證機電設備的整體性能達到要求，通過這些機電設備提高系統(tǒng)功率因數(shù)，使電能利用效率得到有效提升。

2.3 負序電流問題的應對措施

在進行鐵道牽引供電系統(tǒng)的維護管理工作時，需要采取有效措施對負序電流問題進行處理，具體可以采取以下幾種措施：①相序輪換技術(shù)。通過對相序輪換技術(shù)進行有效運用，能夠保證三項之間的平衡，降低負序電流問題的發(fā)生率。②采用容量較大的電源。通過容量較大的高壓電源能夠消除鐵道牽引供電系統(tǒng)中存在的不平衡電流，從而減少負序電流的發(fā)生。③采用STATCOM 補償法。通過STATCOM 補償法能夠?qū)﹁F道牽引供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的負序電流進行消除，既能夠?qū)崿F(xiàn)對所有功率的有效調(diào)節(jié)，也能夠?qū)崿F(xiàn)對無功功率的四象限控制。同時，能夠?qū)χC波進行輸出，使鐵道牽引供電系統(tǒng)中的負序電流得到有效降低。

2.4 高壓電纜故障的應對措施

在鐵道牽引供電系統(tǒng)的維護管理時，需要重視對高壓電纜故障的處理，具體可以從以下幾個方面開展工作：①根據(jù)相關(guān)流程及規(guī)范要求進行電纜鋪設施工，控制好電壓電纜的彎曲半徑，并根據(jù)實際情況合理運用分溝鋪設等各種施工方式。同時，若是電纜要超過鐵路，需要采用強度較高的PVC 管材，并控制好護管半徑，使高壓電纜處于安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境。②合理選擇材料。一般都是選擇銅質(zhì)的單芯交流27.5k V 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，還要配備非磁性的金屬鎧裝保護層，并做好電纜型號及規(guī)格的檢查工作，使其能夠達到工程施工的要求。③選擇明線架空措施進行處理，確保工作人員能夠及時找出高壓電纜的故障點，進而采取具有針對性及合理性的措施進行處理，使高壓電纜故障檢修的工作效率及工作質(zhì)量得到有效提高。

3 結(jié)語

綜上所述，為保證鐵道牽引供電系統(tǒng)的正常運行，使其能夠更好地服務于我國鐵路運輸系統(tǒng)，應充分了解鐵道牽引供電系統(tǒng)中存在的問題，結(jié)合實際情況進行綜合分析和考慮，并采取有效措施對諧波點流問題、無功功率問題、負序電流問題及高壓電纜故障進行有效處理，使鐵道牽引供電系統(tǒng)能夠處于更加安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境，為我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展提供有利支持。