Page 111 - 铁路电力自动化与供电安全问题分析

第三章 铁路电力供电

结合上图可以发现，在仿真运行的初始阶段，由于电力电子器件自身固有特
点的影响，系统的交流电压、直流电压和无功功率都发生了比较明显的波动。

此时控制系统发挥调节作用，使系统的输出量在较短时间内重新恢复稳态值。
在图3-4直流电压仿真输出曲线中，仿真运行0.4s后直流电压波动达到峰值，为
150kV；控制系统介入后，在仿真运行1.2s后直流电压波动消失，系统恢复稳定
运行状态。在图3-5直流电流仿真输出曲线中，同样在1.2s后直流电流波动消失。

在图3-6无功功率仿真输出曲线中，在0.7s后无功功率波动消失。
系统恢复稳态运行后，调整直流侧无功功率的给定值，可以完成对整流侧无
功功率的快速调节，这时无功功率能够在较短时间内达到给定值。另外，由于该
仿真系统的整流侧选择定直流电压控制模式，因此直流线路两侧电压在整个仿真

运行期间始终保持恒定；同样的，该仿真系统的交流侧选择定交流电压控制，因
此交流电压也始终保持不变。由此可见，在柔性直流输电控制技术的帮助下，该
铁路电力供电系统仿真模型在出现初始波动并快速恢复稳态后，能够一致保持稳
定运行。

二、铁磁谐振过电压抑制技术

铁路供电系统大多采用10kV、35kV中性点不接地系统，受限于特殊的地理

条件，经常发生断线、短路等故障，同时为了实施监测、测量电网的电压和计量
电能，供电系统中大量使用电磁式电压互感器。当系统进行倒闸操作或者发生故
障时，电压互感器的正常工作状态就会被破坏，直至电感参数与电容参数达到不
利匹配后，引起电压互感器（以下简称PT）励磁饱和，从而发生铁磁谐振过电

压，严重影响铁路供电系统的可靠性和铁路运输安全。
简单概括，铁磁谐振过电压产生的条件主要有以下几点：
第一，系统电源中性点不直接接地。
第二，电压互感器一次侧中性点直接接地。

第三，励磁电感与电网对地电容相匹配，且容抗小于初始感抗（X C ＜X L ，）。
第四，具有适当的外界扰动，如电网突然故障、扰动和大冲击负荷等，引起
系统参数发生变化达到谐振条件。
35kV级以下电力网电磁式电压互感器的铁磁谐振现象，是影响供电质量和

供电可靠性的重要因素，抑制铁磁谐振的技术主要有两大类：一是破坏谐振条
件、二是增加回路消耗。

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