动车组负荷特性分析
高速列车供电系统的负荷均衡与供电不均充电启动特性研究
高速列车供电系统的负荷均衡与供电不均充电启动特性研究引言：高速列车作为现代交通系统的重要组成部分，对供电系统的可靠性和稳定性要求很高。
供电系统的负荷均衡和供电不均充电启动特性是确保高速列车运行正常的关键因素。
本文将对高速列车供电系统的负荷均衡和供电不均充电启动特性进行研究，以提高供电系统的稳定性和可靠性。
负荷均衡研究：负荷均衡是指在供电系统中，合理分配电力负荷，确保各个供电单元的负荷分布均匀。
对于高速列车供电系统而言，负荷均衡的研究对于提高供电系统的效率和可靠性非常重要。
首先，需要对供电系统的负载特性进行分析和建模。
高速列车供电系统的主要负载包括牵引负载、辅助负载和动力电池电量。
通过对不同负载的需求进行测量和分析，可以建立负载模型，进而进行负载均衡的设计和优化。
常用的负载均衡方法有负载均衡控制和最优负载均衡。
其次，需要考虑供电系统中可能存在的故障和异常情况。
高速列车供电系统在运行过程中可能会遇到电力波动、连接故障等问题，这会对负荷均衡产生影响。
因此，需要对这些异常情况进行建模，并设计相应的控制策略来实现负载均衡。
例如，可以采用软件设计或智能控制技术来实现实时监测和调整负载分布。
最后，需要进行负载均衡算法的仿真和实验验证。
通过对不同负载情况下的供电系统进行模拟和实验，可以评估负载均衡算法的性能和可行性。
根据实验结果，可以对负载均衡算法进行调整和改进，以提高供电系统的负载均衡性能。
供电不均充电启动特性研究：供电不均充电启动是指高速列车在启动过程中，由于供电线路的不均匀性和负载变化引起的启动电流不均匀现象。
这一现象会导致列车启动过程中的能耗和动力分布不均，影响了列车的运行效率和舒适性。
针对供电不均充电启动特性，首先需要对供电线路的不均匀性进行分析和建模。
通过测量和分析供电线路的电压和电流变化，可以建立供电线路的模型，并研究供电线路在不同负载情况下的电压和电流分布情况。
同时，还需要考虑供电线路的线损、电阻和电感等因素对不均匀性的影响。
动车组转向架载荷谱编制及其特性分析
动车组转向架载荷谱编制及其特性分析采用直接测试的方式对垂向载荷进行识别。
利用有限元分析软件ANSYS对转向架定位转臂进行分析，确定载荷测点位置及横向载荷识别方式。
对所测数据进行处理后分别编制了浮沉载荷谱、侧滚载荷谱、扭转载荷谱以及横向载荷谱，并针对这四种载荷谱分别绘制了镟轮前后频次图。
通过载荷谱及频次图对动车组转向架载荷进行了分析，总结了四种载荷的特性。
标签：转向架；载荷识别；载荷谱；载荷特性毫无疑问，铁路运输在当今的运输方式中占有非常重要的位置。
而与社会发展相对应的，便是不断提高的列车运行速度。
在此基础上，列车车身关键部位质量的提高就显得更为必要。
2009年武广客运专线开通后，铁道部高速动车组，通过长期跟踪研究的主要系统参数测试，探索其高速远距离操作的能力，提出了鸸鹋维护和运营管理的合理化建议，为新高速列车技术的发展提供理论支持和推进。
转向架是动车组的关键部位之一。
列车运行过程中，转向架的工况复杂，交变冲击严重，其疲劳特性直接关系到列车的运行安全以及人民的生命安全。
对转向架进行疲劳性能研究具有非常重要的意义。
1载荷测试与识别通常假定动车组的载荷具有一定的确定性，以此来进行载荷识别。
本文以CRH2103动车组为研究对象，对其构架在运行过程中所受到的动载荷和动应力进行测试，并获得轴箱弹簧垂向和定位转臂横向相应的数据。
1.1垂向载荷的测试采用EDQ32型动态数据采集仪和航天数据MDR移动数据记录系统进行数据的采集。
将该型动车组的轴箱弹簧以力传感器元件的形式安裝在转向架上的4个不同位置，进行垂向载荷的直接检测。
图1为常规情况下轴箱弹簧测试电压与测试载荷对应关系。
1.2横向载荷的测试截至目前，还没有比较准确的方法可以直接测试横向载荷。
为确定最佳布片位置，获得轴箱横向载荷，通常采用有限元分析法进行对应系数的确定。
基于上述分析，以定位转臂作为悬臂梁结构，用于识别定位转臂受到的动态载荷。
利用Hypermesh对定位转臂进行网格划分。
高铁列车制动系统热负荷与散热性能研究
高铁列车制动系统热负荷与散热性能研究一、引言随着高铁列车的快速发展，其制动系统的热负荷和散热性能成为了关注的热点问题。
高铁列车在运行过程中，制动系统会产生大量的热量，如果不能有效散热，将会导致列车制动性能下降甚至发生制动失效的严重后果，为了确保高铁列车的安全运行，必须对其制动系统的热负荷和散热性能进行深入研究。
二、高铁列车制动系统热负荷分析1. 制动系统热负荷来源高铁列车的制动系统主要由制动盘、制动块和制动离合器等组成，当列车行驶过程中需要制动时，摩擦会产生热量，这部分热量主要由制动盘和制动块吸收。
另外，制动系统还会受到列车的牵引力和阻力等因素的影响，从而产生额外的热负荷。
2. 制动系统热负荷计算为了准确计算高铁列车的制动系统热负荷，需要考虑列车的运行速度、列车的质量、制动盘和制动块的摩擦系数等因素，采用数学模型进行计算。
通过对不同情况下的制动系统热负荷进行分析，可以更好地了解高铁列车制动系统的工作特点。
三、高铁列车制动系统散热性能分析1. 制动系统散热方式高铁列车的制动系统散热主要通过空气冷却、水冷却和风扇冷却等方式来实现。
其中，空气冷却是最常用的散热方式，通过制动盘表面的散热片将热量传递给周围空气，实现散热效果。
此外，部分列车还采用水冷却系统，将散热片连接到水冷却系统中，通过水的流动来实现散热。
2. 制动系统散热性能分析为了评估高铁列车的制动系统散热性能，需要考虑制动盘和制动块的热传导系数、散热片的面积和设计、空气流速等因素。
采用数值模拟或实验方法对高铁列车制动系统的散热性能进行评估，可以提供有效的参考数据，为优化散热设计提供依据。
四、高铁列车制动系统热负荷与散热性能的关联分析1. 制动系统热负荷与散热性能之间的关系制动系统的热负荷与散热性能密切相关，热负荷过高会导致制动系统温度升高，从而影响制动性能；而良好的散热性能可以有效降低制动系统温度，提高制动系统的工作效率。
因此，制动系统的热负荷和散热性能必须在设计阶段就得到合理的平衡。
标准动车组轮轨载荷特征及影响因素分析
标准动车组轮轨载荷特征及影响因素分析摘要：我国动车组速度不断提高，线路和轮轨之间力的作用增加，对轮轴、轮轨载荷提出了更高的要求。
基于此，本文先对动车组轮轨载荷特征展开了研究，然后分析了影响因素。
通过对轮轨载荷的研究更有利于提高动车组运行的稳定性，提高轮轨载荷能力，保护动车组的稳定运行。
关键词：标准动车组；轮轨载荷；载荷特征；影响因素引言：轮轨载荷主要作用于钢轨和车轮上，引导列车的文ing运行，若轮轨不合理会引起车辆脱轨或者部件断裂，严重威胁轨道寿命和动车组的运行安全。
如今我国已经成功研发时速400km/h的动车组，车速进一步提高，为保证动车组运行安全舒适，必须要要提高车辆结构稳定安全性，保证轮轨载荷在安全范围内。
因此针对轮轨载荷特征的研究有现实意义。
一、标准动车组轮轨载荷特征分析（一）时域特征根据轮轨载荷变化时间历程进行载荷特征的分析。
分为两种情况：（1）直线路线上，车辆载重以及线路情况会直接影响轮轨载荷，车辆运行速度也影响垂向力。
需要对不同速度和空载状态进行垂向载荷时域特征的分析。
在低速情况下，空载和重载时轮轨垂向载荷表现出一定规律，空载是轮轨垂向载荷最大值不超过100kN，最小载荷不超过30kN；重载时轮轨垂向载荷最大值在130kN之内，最小载荷40kN。
在高速运行状态下，空载是轮轨垂向载荷最大值在120kN以下，最小载荷在20kN；满载时轮轨垂向载荷最大值在140kN，最小值为30kN。
在直线工况下，左轮和右轮轮轨垂向载荷接近，左轮垂向载荷较右轮略低。
在重载状态下垂向载荷在83kN左右波动。
在空载时垂向载荷在69KN附近波动。
空载时波动范围相对较小，在载重状态下轮轨垂向载荷波动幅度改变。
动车组高速运行时，轮轨垂向波动范围大，速度相对高。
在轨道激扰和线路的影响下，轮轨载荷受到影响越大。
若车组匀速运行，垂向波动受到线路激扰的影响，决定载荷变化幅度的大小。
而横向载荷主要在0kN附近波动，波动幅度在30kN之内，左轮和右轮的横向载荷接近。
电气化铁路负荷特性分析和计量方案分析
电气化铁路负荷特性分析和计量方案分析【摘要】随着我国电气化建设工程的快速发展，为人们的生活和工作带来了很大程度上的方便。
但是电气化铁路在一定程度上是会对电力系统产生一定的危害。
因此，在本文中，可以对电气化铁路负荷特性进行全面的分析，并建立有效的计量算法，制定科学有效的计量方案，以此提供准确有效的电能计量装置方案，保证电气化铁路的准确性。
【关键词】电气化铁路；负荷特性；计量方案随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。
在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。
在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。
1 电气化铁路的影响以及负荷特点（1）电气化铁路对电网波形的影响。
在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。
电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。
在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生一定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。
在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。
（2）电气化铁路符合的特点。
在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。
在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。
当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。
其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。
在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。
当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。
在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。
“复兴号”CR400AF和CR400BF动车组重联运行电气负荷特性分析
互联网+应用nternet Application“复兴号”CR400A F和CR400B F动车组 重联运行电气负荷特性分析□袁博中铁第五勘察设计院集团有限公司【摘要】截止到2018年8月，在京津城际，“复兴号”C R400A F、C R400B F动车组已完全取代“和谐号”C R H系列动车组。
在 复兴号初步投运之际，对其两种车型进行测试，掌握其电气负荷特性及其对牵引供电系统电能质量的影响是非常有必要的。
本文先简 述京津城际牵引供电系统和动车组交直交型牵引传动系统，然后分析京津城际重联运行的C R400A F、C R400B F动车组和地面变电所 的各电气置同步监测数据，给出了电压和电流有效值、总谐波畸变率。
本文基于实测数据评估了两种型号的“复兴号"动车组在实际 线路上重联运行的性能，为今后相应车型在高速铁路全面投入使用时的牵引供电专业设计和运维人员提供了实用参考。
【关键词】负荷特性电能质量C R400A F C R400B F实测数据引言350k m/h速度等级的“复兴号”动车组有C R400A F、C R400B F两个车型，与C R H380A(L)/B(L)等既有车型，在电气负荷特性上，例如负荷大小、谐波频谱方面存在一定的差异。
当新型的动车组重联运行时，其大容量、高速度等特点对所在线路牵引供电系统供电能力、车网匹配特性提出了新的要求。
因此，对实际线路运行的新车型开展车网同步测试，再 基于实测数据评估其运行性能很有必要，这也将为今后牵引供电系统的设计和运维人员提供实用的参考。
对于电力机车（包括动车组）电气负荷特性的研究，不 论是交直型还是交直交型，国内外都有不少研究成果，为本文对新车型的研究提供了方法参考。
文献[1]建立了一种交直型电力机车在牵引工况下的数学模型，利用牛顿一拉夫逊法进行迭代求解，得出电力机车的谐波电流。
文献[2]根据机车不同的运行方式建立机车模型，提出利用Lagufirre多项 式的逼近函数进行电力机车谐波电流估计。
高速铁路牵引负荷建模与特性分析
（３）列车 带 电 概 率 高。 为 保 持 列 车 的 高 速、 平 稳 运 行，需从接触线持续、稳定地受流，从而导致列车运行过 程中具有较高的带电概率。不停车运行工况下，机车带电 概率一般大于０．９［４］。
程具有日周期性，因此常使用日平均值和日平均有效值体
现典型日负荷过程特征。同时，牵引负荷过程的数字特征
还包括空载概率、日有效系数、带电平均值、带电平均有
效值和带电有效系数［６］。
设全日时间为 犜（１４４０ ｍｉｎ）， 馈 线 带 电（有 负 荷）总 时
间为犜ｇ（ｍｉｎ），空载总时间为 犜０（ｍｉｎ），馈线电流为犻， 则有：
犜＝犜ｇ＋犜０
（１）
由此定义的日带电概率 犘ｇ和日空载概率 犘０为：
２２
&'+)+, &'+)+,
!"!"# !"!%&
犘ｇ＝犜ｇ／犜
犘０＝犜０／犜
日平均电流犐和带电平均电流犐ｇ分别为：
∫ 犐＝
１ 犜
犜
犻ｄ狋
０
∫ 犐ｇ
＝
１ 犜ｇ
犜
犻ｄ狋
０
日平均有效值犐ε和带电平均有效值犐εｇ分别为：
(-
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基于实测数据的CRH380AL动车组电气负荷特性分析
摘 要 ： 近年来 Ｃ Ｒ Ｈ 系列动车组大量投 入高速铁 路 ， 其功率 因数 、 谐波 含量等方 面的电气特性 与传统
交 一 直 型 机 车 有 较 大 区 别 。简 要 分 析 了 Ｃ Ｒ Ｈ ３ ８ ０ Ａ Ｌ动 车 组 的 电气 原 理 ， 根据实测数据 ， 并 利 用 曲线 拟 合 的 方 法， 主要 对 该 车 型功 率 因 数 和 网 侧 电 流 谐 波 含 量 进 行 分 析 。这 些 基 础 工 作 对 分 析 该 系 列 车 型 运 用 性 能 及 牵 引 供 电 系统 电 能质 量 具 有 一 定 的 参 考 价 值 。
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｂ ｅ ｌ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｔ ｏ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ＣＲＨ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ＥＭＵ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＣＲＨ３ ８ ０ ＡＬ ＥＭＵ；Ｃ Ｕ ｌ Ｗｅ —ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ；ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｃ；ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
・研 究开 发 ・
基 于 实测数据 的 ＣＲ Ｈ ３ ８ ０ ＡＬ动 车组 电气 负荷 特 性 分 析
胡 学 永 ， 宋 可荐 。 吴 命 利
铁路车辆重载状态下的动态特性分析
铁路车辆重载状态下的动态特性分析在现代化社会的交通网络中，铁路作为重要的交通工具之一，承载着重要的物流和人流任务。
铁路车辆的重载状态下的动态特性是铁路运输中的关键问题之一。
针对这个问题，本文将结合实际情况，从不同角度阐述铁路车辆重载状态下的动态特性分析。
一、背景介绍目前国内铁路物流运输不仅是一项重要的支柱产业，也是国民经济发展的支柱性产业之一。
而铁路的运输重点主要在于承载大量的重量货物，如不锈钢板、钢材、水泥等工业原材料、农产品等货物。
这些货物依靠铁路进行运输后，将会被用于各种建筑、生产等领域。
因此铁路作为一种交通工具，在运输质量和安全方面的要求尤为重要。
而对于铁路车辆的重载状态下的动态特性这一问题，需要进行深入的研究和分析。
二、动态特性分析1.荷载测试在实际运输中，铁路车辆的荷载情况和运输质量的保障至关重要，而荷载测试是其中的核心内容。
荷载测试是通过在实际运输过程中对车辆进行实时监控和保护，以便及时处理车辆故障和保证货物的运输质量。
通过荷载测试，可以分析铁路车辆的重载状态下的动态特性，并采取相应的措施进行保护和修理，以确保顺利的运输进程。
2.运行状态分析针对铁路车辆的重载状态下的动态特性，需对车辆的运行状态进行分析。
铁路车辆在路面情况不良、无人驾驶和行驶速度较高的情况下，可能会出现翻车、制动故障等问题。
通过对车辆的运行状态进行分析，可以及时掌握车辆情况，保障运输安全。
3.转向性分析在铁路运输过程中，铁路车辆的转向性能显得尤为重要。
当铁路车辆行驶时，可能会出现偏移、跳轨、翻车等问题。
因此对车辆的转向性进行分析，可以保障铁路运输质量和安全性。
4.减振性分析在铁路车辆运输过程中，车辆减振性对车辆性能和运输质量具有重要的影响。
当车辆重载时，会导致车辆的减振性不足、抖动和噪音等问题。
因此针对车辆的减振性进行分析，可以有效保障车辆性能和运输质量。
三、措施分析1.车辆检修保养针对铁路车辆的重载状态下的动态特性，需要对车辆进行检修保养。
高速铁路牵引负荷对电网电能质量的影响及综合评估
高速铁路牵引负荷对电网电能质量的影响及综合评估高速铁路牵引负荷对电网电能质量的影响及综合评估一、引言高速铁路的发展在促进经济增长、提升人民生活水平和改善交通运输效率方面起到了重要作用。
然而，高速铁路大量使用的电力牵引系统对电网电能质量产生了一定的影响。
本文将探讨高速铁路牵引负荷对电网电能质量的影响，并对其进行综合评估。
二、高速铁路牵引负荷的特点高速铁路牵引负荷具有以下特点：1. 大负荷：高速铁路列车采用电力牵引，其牵引负荷较大，长时间处于高负荷运行状态。
2. 变化频繁：高速铁路列车的起动、加速、减速和刹车等操作频繁，牵引负荷会出现瞬时的剧烈变化。
3. 高谐波含量：高速铁路列车的电力牵引系统产生的谐波含量较高，对电网谐波污染造成一定影响。
4. 负荷周期性：高速铁路列车的运行具有周期性，每个周期内的牵引负荷变化规律相似。
三、高速铁路牵引对电网电能质量的影响1. 电压波动和闪变：高速铁路列车的启动和加速过程中，电网会受到瞬时大电流的冲击，导致电压短时间内波动较大，并产生闪变现象，对电网的电能质量造成一定影响。
2. 功率因数下降：高速铁路列车的电力牵引系统具有较大的电感性负载，导致电网功率因数下降，降低电网的功率因数，增加了无功功率的占比。
3. 谐波污染：高速铁路列车的电力牵引系统产生的谐波会对电网谐波污染造成一定影响，增加电网的谐波含量，影响电网潮流分布、设备运行及电能质量。
4. 不平衡：由于高速铁路列车的运行具有周期性，每个周期内的牵引负荷变化规律相似，可能导致电网电压不平衡现象。
四、高速铁路牵引对电网电能质量的评估方法对高速铁路牵引对电网电能质量的影响进行综合评估，可采用以下方法：1. 仿真模拟：通过使用电力系统仿真软件，建立高速铁路列车的电力牵引系统模型，模拟其对电网电能质量的影响。
2. 实地测试：在高速铁路运行区段选择具有代表性的测试点，进行电能质量参数的实时监测和测试，获取高速铁路牵引负荷对电网的影响数据。
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1.负荷波动对网压的影响
分相点
加速阶段
再生制动
2.高次谐波也是动车组的特征 谐波
谐波电流95%概率大值（安培）
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
三、牵引负荷的描述
1. 描述牵引负荷的重要性：
评估供电能力 指导牵引变电所设计 为电网规划提供基础数据 负荷预测 电能质量评估
2.描述牵引负荷的难点
① 牵引负荷波动性和随机性都很强，无法用 简单公式进行描述。
② 不同的线路情况等环境因素对牵引负荷有 不可忽视的影响。
③ 如何找到通用性的规律去描述牵引负荷。
高次谐波谐振的危害
• 影响供电系统的安全稳定运行， 损害供电设备的绝缘耐受水平。
• 并补电容器承受过大电流，而电 抗器则承受过大电压。
• 牵引变压器、自耦变压器和自用 电变压器都将工作在磁通严重饱 和状态（发生谐振时，噪音显著 增强，甚至发出刺耳啸叫声）， 对铁心、绕组和绝缘均不利。
• 激发暂态过电压，则会产生避雷 器爆炸等严重事故。
已有成果：
1. “多台同类型机车取用相等电流时，馈线电流的分布服 从正态分布。但由于受到列车密度的影响，电流分布曲 线不对称，用正态分布描述将造成较大误差”
《电气化铁路供电》[苏] 康.古.马克瓦尔特 著，袁则富 何其光 译
① 馈线电流为什么会呈现正态性？ 供电区段长度内线路的坡道、曲线、限速等条件都比较稳定，单台电力
2.高次谐波谐振
由列车谐波电流激发的谐振导致高次谐波电压急剧增大， 与基波电压叠加后，导致网压升高，造成设备状态异常， 动车组闭锁等。
高次谐振的基本原理
• 系统电源和变压器的等值电感与牵引网分布电容 发生并联谐振。因此，在相同电源下，供电臂距 离越长，谐振频率越低；供电臂V停运行时比复 线运行谐振频率要高。
动车组负荷特性分析
牵引供电研究所 杨少兵 shbyang@
主要内容：
一．电气化铁路负荷特性简介 二．客运专线负荷特色 三．牵引负荷的描述方法 四．交直交型机车与低频振荡 五．运载率较低的线路功率因数问题
一、电气化铁路负荷特性简介
• 牵引负荷与电力系统的多数负荷有很 大差别，特点是：
② 什么原因造成分布形态迥异？ 不同列车的功率因数、负载情况都是影响因素。
主要影响因素分析：
① 流量，即列车运行密度 ② 列车出力，即有功功率，分析有功功率比
分析电流更有合理性。
实测统计：
• 思考：
– 有功功率的正态 性非常好
– 但依然存在不对 称性，当然，不 对称和对称都可 能存在。
– 馈线功率=车辆 数X车辆功率
三相电压不平衡度示例
三相电压不平衡度(%)
各个变电所三相电压不平衡度测试结果
12 10
8 6 4 2 0
1234567
最大值 平均值 95%概率值
注：1、郭店变电所 2、泰山变电所 3、延庆变电所 4、下庄变电所 5、木林变电所 6、湖东变衡的手段
• 轮流换相：已采用 • 平衡变压器：已采用 • 同相供电：试验，投资大 • 采用电力电子装置，如SVG、STATCOM
① 负荷大小随机波动 ② 采用整流装置，为非线性，谐波含量高 ③ 单相负荷，三相不对称，含有负序
1.随机波动性的不良影响
• 负荷波动会造成电压波动 • 剧烈波动造成供变电设备
的容量利用率降低。
– 一般牵引变压器的容量利用 率在20%左右。远低于电力 系统变压器。
SS4B随车测试电压电流
当牵引变电所的容量较小时，列车负荷的随机波动 会造成电压大幅度波动。
列车功率分布符合正态分布：
列车运行密度符合正态分布：
• 用正态分布描述列车 密度是合理的，也符 合运行管理的思路。
– 需要取整表示列车数量 – 线路上的空载（无车）
概率实际要大得多。应 作具体修正。
上述描述方法的优势：
• 基于规律，具有通用性。 • 基于功率运算，有其合理性，不受功率因
数和电压高低影响。 • 直接提供功率，更有利于进行供电系统的
机车在固定区段内的出力往往比较稳定，当样本数量较大时，取流的统计 近似服从正态分布。 ② 那为什么要限定同类型车？
已有成果：
2. 牵引馈线电流具有有界 性、连续性、单峰性和 非对称性，可利用分段 函数描述其概率密度。
– 《电气化铁道并联综合补 偿及其应用》，李群湛 著
① 通用性如何？ 不同的站存在不同的形态，曲线的类型和分界都不一样，通用性不好。
2.谐波影响
• 通讯干扰 • 占用设备容量，谐波
损耗引起发热 • 激发谐振 • 影响设备运行，如变
压器、电容器等 • 加速绝缘老化
SS4B电流谐波含量
SS4B电压电流波形
3.三相不对称
• 额外占用设备容量 • 引起电网电压不对称 • 严重时危及发电机和电网安全运行
二、客运专线的负荷特性
• 动车组功率大、速度快，波动性更加明显。 • 交直交型动车组功率因数高，谐波水平得
计算分析。
四、交直交型机车与低频振荡
• 问题的提出：当多个交直交型车同时启动时，电 压低频振荡，最终导致列车丢失牵引力，无法出 库。已在国内多个车站发生。
原因分析：
• 同类型的交直交型车的控制策略相同，对 于电压变化所做出的反应一致，当牵引变 电所容量较小或不足时，这种反应（功率 输入和输出）导致网压波动加剧，很容易 导致低频振荡（3~5Hz）。
车载避雷器烧毁现场图
治理措施
• 加装滤波设备（右图）。 • 修改交直交型机车的控制
策略。
治理效果
谐振抑制装置能消除谐波电流放大、改善电压波形， 其中10～20次谐波电压分量得到显著降低。网压波形 的改善也影响到动车组的电流波形，降低了谐振源的 激发强度。
3.三相不平衡依旧比较严重
随着高速重联动车组上线，大功率高速度使得三相 不对称更为明显。这也将成为客运专线供电将来面临 的主要问题。
解决手段（*表示实用系数）：
• 提高供电容量（*） • 降低同时启动的列车数量（****） • 修改列车控制策略（***） • 安装稳定电压装置（***）