电气化铁路和城市轨道的电能质量问题及影响
电气化铁路并网对电能质量的影响分析概论
电气化铁路并网对电能质量的影响分析电气化铁路对国民经济发展和社会进步具有重要意义。
然而，电力机车负荷的非线性、不对称、冲击性等特点，引发了电力系统谐波、负序电流以及电压波动和闪变等电能质量问题，降低了电力系统的供电质量，影响电力系统的安全和经济运行。
传统电气化铁路采用交-直型电力机车，会产生较高的谐波，且功率因数较低。
与传统电气化铁路相比，高速铁路具有牵引负荷大、可靠性要求高、负荷波动频繁、列车负载率高、受电时间长等特点，对牵引站容量和电网配套供电能力提出更高的要求。
牵引供电负荷采用交-直-交型电力机车，功率因数接近1，无功的影响相对交-直型电力机车有所改善。
但由于仍采用了大量整流、逆变等电力电子器件，因此不可避免地还会产生一定的谐波电流注入公共电网。
此外，由于高速铁路牵引供电负荷牵引功率大幅提高，且负荷单相供电，将产生大量的负序电流，导致公共电网的三相不平衡。
因此,高速铁路对电力系统电能质量的影响主要是谐波和负序的问题。
负序电流使发电机产生转子附加损耗与发热和附加振动，使电力系统中以负序分量启动的继电保护装置误动作，增加变压器的附加量损失和发热等，严重影响电力系统的安全稳定运行。
谐波电流给发电机、变压器电力设备带来额外功率损耗，引起继电保护装置误动或拒动，降低了电力系统的可靠性。
一、电气化铁路供电系统电气化铁路供电系统（power supply system for electrified railway）由电力系统经高压输电、牵引变电所降压、变相或换流等环节，向电气化铁路运行的电力机车、动车组输送电力的全部供电系统，系统结构图见图1。
电气化铁路供电系统通常包括两大部分，即对沿线，牵引变电所输送电力的外部供电系统，以及从牵引变电所经降压、变相或换流（转换为直流电）后，向电力机车、动车组供电的变、直流牵引供电系统。
供电方式有：直接供电方式、带回流线的直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式和CC供电方式。
电气化铁路对电网的影响及对策
电气化铁路对电网的影响及对策电气化铁路是指将传统的蒸汽机车、内燃机车替换为电力机车，并通过铺设电缆或接触网供电。
电气化铁路具有运营效率高、能耗低、环境友好等优点，但也对电网产生了一定的影响。
本文将就电气化铁路对电网的影响以及相关对策展开讨论。
首先，电气化铁路对电网的影响主要体现在以下几个方面：1.能源需求增加：电气化铁路使用电力机车替代传统机车，因而对电能的需求量会大幅增加。
特别是对于大规模铁路电气化项目来说，需要消耗大量的电力资源，对电网能源供应提出了更高的要求。
2.电网负荷变化：由于电气化铁路的使用，会引起电网负荷的变化。
电力机车的启动和瞬时加速需要大量电能，导致电网负荷瞬间增加。
此外，电气化铁路的顶峰小时负荷与传统火车线路不同，可能会对电网的负荷平衡产生一定的影响。
3.输电线路需求增加：电气化铁路需要一定的供电线路来为电力机车提供电能。
这就要求在原有的电网基础上，增加或改造供电线路，以满足电气化铁路运营的需求。
针对电气化铁路对电网的影响，可以采取一系列的对策来解决：1.提供足够的电力资源：针对电气化铁路对电能需求的增加，电力系统要增加相应的电力资源，包括建设新的发电厂、扩大电力系统容量等。
此外，可以推广利用清洁能源，如风电、太阳能等，减少对传统化石能源的依赖。
2.加强电能储存技术研发：为了避免电气化铁路的瞬时负荷对电网稳定和平衡产生不利影响，可以加强电能储存技术的研发和应用。
通过储能设备，将低谷时段的电能储存起来，在高峰时段释放，以平衡电网负荷。
3.优化电网结构：对于电气化铁路而言，可以优化电网的结构以适应其特殊负荷需求。
可以增设专门的供电线路，优化变电站配置等，以提高电网的可靠性和稳定性。
4.加强智能电网建设：智能电网具有实时监测、分布式调度等特点，可以更好地适应电气化铁路的需求。
通过智能电网的建设，可以实时监测电网各项指标，并进行相应的调整，以满足电气化铁路运行的要求。
综上所述，电气化铁路对电网产生了一定的影响，尤其是在能源需求增加、电网负荷变化、输电线路需求增加等方面。
电气化铁路负荷特性及对电能质量的影响与建议
关键词 ：电气化铁 ：ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ｓ ； ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ； ｐｏ ｗｅ ｒ ｑｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ； ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｗａ ｖ ｅ； ｎ ｅ ｇ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｅ ｑｕｅ ｎｃ ｅ
潘 美 容 Ｐ ＡＮ Ｍｅ ｉ — ｒ ｏ ｎ ｇ ； 杨 利 兵②ＹＡ ＮＧ Ｌ ｉ — ｂ ｉ ｎ ｇ ； 杜 雅 飞①ＤＵ Ｙ ａ — ｆ ｅ ｉ
（ ① 国网山西省 电力公 司客 户服务 中心， 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ８ ； ② 国网忻 州供 电公 司， 忻州 ０ ３ ４ ０ ０ ０ ） （ （ ￣ ） Ｃ ｕ ｓ ｔ ｏ ｍ ｅ ｒ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｇ ｒ ｉ ｄ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ：
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｅ ｍ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｉ ｆ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ， ｌ ｉ ｋ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ｉ ｎ ｅ ｖ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｎ
ｈｅ ｔ ｇ Ｔ ｉ ｄ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｈｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｉ ｆ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｒ ｅ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｚ ｅ ｄ
电气化铁路的电能质量问题及改进措施
电气化铁路的电能质量问题及改进措施摘要：电气化铁路具有很多非常好的优良特点，但是由于电气化铁路的工作量是非常大的，在接入电网的过程中会给供电的系统带来很大的困扰，导致很多质量上的问题发生，这对于铁路系统还有电网系统非常不利的。
本编文章将主要介绍电气化铁路再接入电网之后存在的问题以及对于问题的相关分析还有解决办法，当前我们最常用的手段就是将铁路系统出现的一系列问题进行归类还有分析，然后做出解决方案进行改进和完善。
将主要的简述几种常见问题还有相关的解决办法，并且综合性的整理比较了国内外的相关政策还有不同方式的运作模式。
关键词：电气化铁路、问题、改进办法【正文】：现如今，我国电气化铁路行业的发展是非常的快的。
电气化铁路的主要工作类型分为两种，这两种机车的工作类型不同主要是因为机车中所包含的系统不同。
电气化铁路会产生较大的电能消耗，这就会导致电路系统的问题发生，给电网的工作带来非常大的工作挑战，电气化铁路带来的问题一直备受人们的关注，所以我们一定要尽全力的解决相关问题的发生，保证高质量高效率的进行工作。
在本文章中我们会分析电气化铁路再接入中出现的问题然后对于相关的问题进行解决，对于解决的措施我们将主要的分为两大类，会通过这两类的措施来对相关的问题进行改善，会正确的认识到电路化铁路在工作的过程中出现的主要问题，然后实施共赢的局面。
一、我国电气化铁路中存在的问题电气化铁路现在处于非常快的发展之中，电气化铁路也对于我们的社会产生了很多的影响，并且在这个过程中对于自身的体系也产生了很多的问题还有对于工作中的干扰，对此我们要对于相关的问题进行探讨。
1.1波动性还有冲击性都很强在我国还有相对于发达的国家都有很多的研究数据，电气化铁路工作的工作量是非常大的，因为在工作过程中有很多的因素都会导致相关问题的产生例如车体本身的重量，车体在运行过程中出现的线路问题还有在使用是空间上面的不便利这都具有很大的波动性这会给电气化铁路在运行的过程中产生很多的不方便影响。
电气化铁路的电能质量问题及改进措施
– 33 –《装备维修技术》2020年第3期（总第177期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.03.026电气化铁路的电能质量问题及改进措施曲凯乾（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司，山东 青岛 266000）摘要： 在整个交通运输系统中有一个非常重要基础设施就是电气化铁路，它是国民经济发展和社会进步的重要保障。
由于电力机车三级负荷分配的非线性、冲突性和不对称性，有了一定的电能质量问题其中就包括谐波、电压波动、闪变和负序电流等，这就从根本上降低牵引系统本身和整体电力系统的供电质量，进而会对电力系统的安全和效率产生一定的影响。
针对于这种情况，我们必须要采取非常有效的措施，将电气化铁路对电网的影响降到最低并加以保障供电质量，确保整体电路处在一个运行稳定可靠的状态当中。
基于此，本文针对于电能质量问题进行了相关的探讨。
关键词： 电气化铁路；主要问题；解决措施引言电气化铁路是对电网运行质量造成影响的主要来源之一，电气化铁路的特点是其非线性、波动性和不对称性，通过牵引变压器、异常无线电波，电网中的三维电压平衡等会产生一定的性能质量问题，它们会产生谐波和负序电流注入电力系统，这就表明了我们必须要快速准确地预测性能质量，所以我们要将这项工作重视起来，以此来确保整体电力网络处于稳定运行状态当中[1]。
1. 电气化铁路中存在的电能质量问题1.1 负序分量方面会对电网造成一定的影响（1）当继电保护装置产生负序电压时，其性能受损；而异步电动机的正序电压产生正序电磁力矩形并向上旋转；负电压产生负电流和反向旋转的矩形电磁场，负电压对异步发动机的运行有着很不好的影响，而且异步机电压负增长会导致负功率增加和电磁转矩情况的发生，绕负序电流进行逆时针的旋转将会直接影响异步机的工作效率，进而危及其安全运行，严重时甚至烧坏发动机，负序对异步机性能的影响最为重要发电机是转子的附加磨损和热量，其次是产生降低发电机效率的附加振动。
铁路电气化施工效率与质量问题分析
铁路电气化施工效率与质量问题分析铁路电气化施工是铁路建设中的重要环节，它可以提高铁路运输效率，减少能源消耗，改善环境污染情况。
铁路电气化施工在实际操作中常常面临效率与质量问题，影响着铁路电气化工程的建设进程。
本文将对铁路电气化施工效率与质量问题进行分析，并提出相应的解决方案。
我们来分析铁路电气化施工中存在的效率问题。
铁路电气化工程的建设是一项复杂的系统工程，需要工人们在极端条件下进行施工，比如在高温、寒冷、强风等环境下进行工作。
这些极端环境给施工效率带来了挑战，容易导致施工周期延长，影响工程进度。
施工中需要大量的机械设备和人力资源，而资源的不足也会直接影响到施工的效率。
施工中还需要考虑到对周边环境的影响，比如对周边建筑物、道路交通的影响，需要制定相应措施来减小这些影响，而这些措施也会影响施工的效率。
我们来分析铁路电气化施工中存在的质量问题。
铁路电气化工程的建设需要工艺、设备、材料等多方面的支持，而这些支持在国内仍存在很多不足，导致施工中的质量问题。
比如工程设计不合理、施工材料质量不合格、工艺流程不规范等问题，都会影响到工程的质量。
施工人员的技术水平和管理水平也是影响工程质量的重要因素，现有的技术水平和管理水平往往无法满足铁路电气化工程的要求，导致工程质量不达标。
针对上述问题，我们可以提出以下解决方案。
在提高施工效率方面，可以加强对施工环境的监测和管理，确保施工环境的安全和稳定；采用先进的工艺技术和设备，提高施工效率；在施工过程中充分考虑对周边环境的影响，制定周全的施工方案，减小对周边环境的影响。
在提高施工质量方面，可以加强对施工材料的质量控制，确保施工材料符合工程要求；加强对施工过程的监督和管理，提高施工人员的技术水平和管理水平；进行施工质量的监测和评估，及时发现问题并采取相应的措施解决。
铁路电气化施工是一项复杂的工程，需要多方面的支持才能保证其施工效率和质量。
相关部门和企业需要共同努力，加强对铁路电气化施工的管理和监督，提高施工效率和质量，为铁路电气化工程的顺利建设提供保障。
电气化铁路电能质量问题
电气化铁路对电网电能质量的影响及治理措施1.电气化铁路带来的电能质量问题电气化铁路是当前我国重点发展的交通方式，它可以提高铁路运输能力、改进铁路运营，同时也有利于实现资源的合理分配、降低运营成本、保护生态环境等，因此，和其它牵引方式相比，电气化在铁路运输中显示出无可比拟的优越性。
国务院批准的《中长期铁路网规划》明确，到2020年，我国铁路总里程将达到100000km，其中电气化铁路为50000km，铁路电气化率约为50％，承担的运量比重在80％以上。
电气化铁路由接触网、铁道及电力机车构成，当然还包括各运行机构、指挥自动化系统及其他相关部分。
和传统的蒸汽机车或柴油机车牵引列车运行的铁路不同，电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能，通过电力机车牵引列车运行的铁路。
它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路通信、信号等设备。
它具有下述优点：可广泛利用多种一次能源功率大；速度高；效率高过载能力强运输成本低无烟气排放污染；可靠性好不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。
电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。
牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。
变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电流，送到铁路上空的接触网上。
接触网是向电力机车直接输送电能的设备。
沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，上面悬挂着金属线，即为接触网，它也可以被看作是电气化铁路的动脉。
电力机车利用车项的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。
牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。
直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。
交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。
交流制供电电压较高，发展很快。
我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制。
电气化铁路电能质量问题
电气化铁路对电网电能质量的影响及治理措施1.电气化铁路带来的电能质量问题电气化铁路是当前我国重点发展的交通方式，它可以提高铁路运输能力、改进铁路运营，同时也有利于实现资源的合理分配、降低运营成本、保护生态环境等，因此，和其它牵引方式相比，电气化在铁路运输中显示出无可比拟的优越性。
国务院批准的《中长期铁路网规划》明确，到2020年，我国铁路总里程将达到100000km，其中电气化铁路为50000km，铁路电气化率约为50％，承担的运量比重在80％以上。
电气化铁路由接触网、铁道及电力机车构成，当然还包括各运行机构、指挥自动化系统及其他相关部分。
和传统的蒸汽机车或柴油机车牵引列车运行的铁路不同，电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能，通过电力机车牵引列车运行的铁路。
它包括电力机车、机务设施、牵引供电系统、各种电力装置以及相应的铁路通信、信号等设备。
它具有下述优点：可广泛利用多种一次能源功率大；速度高；效率高过载能力强运输成本低无烟气排放污染；可靠性好不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。
电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。
牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。
变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电流，送到铁路上空的接触网上。
接触网是向电力机车直接输送电能的设备。
沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，上面悬挂着金属线，即为接触网，它也可以被看作是电气化铁路的动脉。
电力机车利用车项的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。
牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。
直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。
交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。
交流制供电电压较高，发展很快。
我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频(50赫)25千伏交流制。
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1段，PCC功率因数
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1段，PCC功率因数
三、城市轨道的SVG补偿与谐波治理
城市轨道主变电所SVG的投切实验
无功补偿装置切除后的实测结果
实测主所110kV进线侧，推导PCC处功率分布 2段母线 SVG切除
1 0.8 0.6 0.4 0.2
-3000 -4000 -5000 -6000 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00
电流/A
150 100 50 0 15 18 21 0 3 6
时间/h
95%概率大值 平均值 95%概率大值 非运营时间 平均值 运营时间
2次谐波 0.52 0.36 0.55 0.29
3次谐波 0.44 0.30 0.33 0.23
5次谐波 2.30 1.10 2.87 2.25
7次谐波 2.52 1.77 1.22 0.36
1.5 8.16 6.53 4.90 3.27 2 7.07 5.66 4.24 2.83 2.5 6.32 5.06 3.79 2.53 3 5.77 4.62 3.46 2.31 3.5 5.35 4.28 3.21 2.14 4 5.00 4.00 3.00 2.00
Kα THD (%)
1 0.38kV 10 10kV 8 35kV 6 ≥110kV 4
三、城市轨道的SVG补偿与谐波治理
城市轨道主变电所SVG的投切实验
无功补偿装置容量设计
设计 裕度 电抗器补 偿区间
合理补 偿区间
过补偿 区间
2段
SVG补偿 区间
无功补偿装置容量在5300—6350kVar(合理补偿区间) 范围内，综合功率因数均在0.95以上 实际采用：±3000kVarSVG加3000kVar电抗器(补偿 范围-3000kVar~6000kVar)
低压系统THD0=10%；中压35kV THD0=6%，6~20kV THD0=8%；高压系统THD0=4%
二、电铁谐波的“三级评估”方法
限值制定思路
G5/4:“对于接入电网后可能使谐波电压超过规划值的用户， 电力公司可与其签订“有条件接网协议”，明确抑制措施，否 则电力公司可以拒绝用户接网。对于特殊情况，如某个用户远 离其它用户，其谐波超过规划值，但对其它用户干扰不大，电 力公司可用相应的电压兼容水平取代规划值，重新对新用户进 行评估。此时应确保没有其它负荷接到谐波电压高于规划值的 电网部分，否则应采取抑制措施。” 针对电气化铁道，英国电气委员会制定了《英国铁路交流牵引 供电》，即P.24导则。英国铁路部门认为：在保证低压（ 415V）谐波不超过5%的前提下，其它各级电压畸变率可以放 宽一些. 高压系统THD 3% 作为评估牵引负荷能否接入电网的限值水 平，显然，当评估结果小于限值时，牵引负荷允许接入电网； 但当评估结果大于限值时，是否牵引变电所需要建设滤波设备 ，不能简单定下结论。
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2段，PCC无功功率kVar
2段，PCC功率因数
2段母线 SVG投入
0 -500 -1000 -1500 -2000 00： 00 06： 00 12： 00 18： 00 00： 00
1 0.98 0.96 0.94 0.92 0.9 00： 00 06： 00 12： 00 18： 00 00： 00
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1段，PCC无功功率kVar
2000 1500 1000 500 0 -500 -1000 00： 00 06： 00 12： 00 18： 00
1段母线 SVG投入
1.05 1 0.95 0.9 0.85 0.8 00:00
二、电铁谐波的“三级评估”方法
电铁谐波的渗透性
牵引变电所负荷从110kV、220kV注入公用电 网，渗透至低电压系统，影响度逐级减小。 中压(低压)系统总谐波畸变率为：
LMV G 2 MV (THM LHV ) 2
THM
1 L THDl2 L l 1
1 H
THD
h1
主所SVG的集中补偿形式
110kV Pj+Qj 110kV Pj+Qj
35kV 35kV
SVG
出线
SVG
出线
补偿策略
固定无功补偿 固定功率因素补偿
QSVG (Q110kV Q35kV )
PCC 线路
110kV(本侧) 35kV 主变电所
cos PCC
P P 2 Q35kV Q110 kV QSVG
第三届中国电能质量优化治理技术大会
电气化铁路和城市轨道的电 能质量问题及影响
刘 炜,李群湛，张丽艳等
、交直车到交直交车后，电能质量问题的转化 二、电铁谐波的“三级评估”方法 三、城市轨道的主所SVG集中补偿 四、城市轨道400V动力负荷电能质量
6
3次谐波 95%概 率大值 平均值 0.98 0.31
5次谐波 3.49 1.65
7次谐波 1.99 1.12
9次谐波 0.24 0.10 百分比 I5/I1 [%] I7/I1 [%] I11/I1 [%] I13/I1 [%] THD [%]
11次谐波 0.55 0.41 限值 31 20 12 7 37
四、城市轨道400V动力负荷电能质量
电扶梯负荷谐波分析
12 10 8 自动扶梯基波电流
100
自动扶梯各次谐波电流含有率95%概率大值
谐波电流含有率（%）
80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 谐波次数
电流/A
6 4 2 0 15 18 21 时间/h 0 3
各牵引变电所分配到的谐波电压发射限值
牵引变电所
谐波电压发送限值
TT1(17)
1.79
TT2(16)
1.41
TT3(15)
1.79
二、电铁谐波的“三级评估”方法
算例分析
三级评估
取背景谐波电压为国标限值的75%，中压10kV电压等级下， 节点1和2的电压总的谐波畸变分别为3.03%和3.05%，尚未超 过限值4%。 中压35kV电压等级下，节点7和8的电压总的谐波畸变分别为 2.38%和2.47%，尚未超过限值3%。 牵引负荷可用这0.53%的裕度。 计算110kV至35kV的综合渗透系数
2段，PCC无功功率kVar
2段，PCC功率因数
三、城市轨道的SVG补偿与谐波治理
城市轨道主变电所SVG的投切实验
无功补偿装置容量设计
日功率因数
设计裕度
合理补 偿区间
过补偿 区间
1段
电抗器补 偿区间
SVG补偿 区间
无功补偿装置容量在1670—2510kVar(合理补偿区间) 范围内，综合功率因数均在0.95以上。 实际采用：±3000kVarSVG加1000kVar电抗器(补偿 范围-3000kVar~4000kVar)
电流/A
30 20 10 0 15 18 21 0 时间/h
3
6
3次谐波 95%概率大值 （A） 平均值(A)
5次谐波
7次谐波
9次谐波
11次谐波
1.8 1.14
24.6 23.9
15.7 15.0
0.6 0.4
2.7 2.2
四、城市轨道400V动力负荷电能质量
冷源负荷谐波分析
250 200 冷源负荷基波电流
类别 异步电机 同步电机 电容器 计量仪表 电子开关 电子计算机 电视机
中、低系统中电机、电器能承受谐波的能力在10％左右。
二、电铁谐波的“三级评估”方法
THD的兼容水平与规划水平
承受能力裕度
THD0 K THD
2
THD0为系统的承受能力，抗干扰水平 THD为谐波电压限值 高、中、低压系统的THD限值
公共连接点电压总的谐波畸变率（最大相95% 概率大值）
母线 (PCC） 节点编号 THD（%） 母线 (PCC） 节点编号 THD（%） 110kV 17 3.8 110kV 4 1.25 3 1.22 8 1.02 16 3.34 15 2.35 35kV 7 0.79 2 0.43 13 1.66 10 1.79 10kV 1 0.55 6 1.4 5 1.36 -------------------------
400V谐波电压
3 降压所进线谐波电压含有率95%概率大值
2.5
降压所进线谐波电压畸变率
95%概率大值(%)
THD/%
2
2
1
1.5
0 0
10
20 30 谐波次数
40
50
1 15
18
21 00 时间/h
03
06
四、城市轨道400V动力负荷电能质量
环控负荷谐波分析
50 40 环控负荷谐波电流 基波电流 3次谐波电流 5次谐波电流 7次谐波电流
四、城市轨道400V动力负荷电能质量
城市轨道400V动力负荷实测
负荷比例统计
负荷 种类 用电量 （kWh）
冷源 52080 车站照明 30523 环控 65624 商业 23751 弱电系统 21099 其它 22152
四、城市轨道400V动力负荷电能质量
400V动力负荷负载率
火车南站 火车北站 犀浦站 桐梓林站 人民公园站 牛王庙站 1段 1段 1段 2段 1段 2段 1段 2段 1段 2段 负载率 20.70% 20.30% 21.70% 12.90% 13.40% 11.70% 11.40% 10.30% 6.10% 12.4%