Page 76 - 铁路电力自动化与供电安全问题分析

铁路电力自动化与供电安全问题分析
Analysis of Railway Power Automation and Power Supply Safety

由图2-16可知，牵引变压器绕组的负载率大部分时刻在50%左右，部分时刻

达到100%，但持续时间均很短。经计算，该牵引变电所a、B端口绕组全天平均
负载率分别为14.49%和12.37%，主变压器的日平均容量利用率仅为13.35%。用
同样的方法即可统计计算得到另两个牵引变电所的相关情况，三个牵引变电所的
主变压器的各项统计结果如表2-1所示。

表 2-1 三个牵引变电所的各项统计结果

名称 牵引变电所 1 牵引变电所 2 牵引变电所 3
空载概率 46.26% 34.71% 42.10%
日平均容量利用率 13.35% 17.75% 14.01%
重载相 14.49% 19.65% 18.46%
全天平均负载率
轻载相 12.37% 15.85% 9.54%
由图2-15及表2-1可知，牵引负荷功率大幅度剧烈波动是牵引负荷过程最大

的特点，并且此种波动发生的时间随机且变化频繁。电力机车是移动的负载且运
行工况多变，其取流不断变化，甚至某些时刻变化幅度很大使得牵引主变压器绕
组即时负载率较高，但全天平均负载率均非常低；各主牵引变压器的日平均容
量利用率也很低，仅15%左右。综上所述，目前京沪高速铁路普遍存在牵引变压

器绕组负载率低，主变压器的容量利用率低的情况，不利于牵引供电系统的经济
运行。

三、高铁牵引变电所储能系统拓扑方案的提出

由前面分析可知，中国高速铁路普遍存在牵引变压器容量利用率低的情况。
为了提高牵引供电系统的经济性，结合超级电容储能装置削峰填谷的作用，根据

已建成通车的高速铁路，本节提出几种结合不同牵引供电方式的储能系统拓扑方
案设计。
（一）单相 Vv 接线 +SC 储能
中国电气化铁路采用单相50Hz，27.5kV的单相交流制。主牵引变压器采用

单相接线，典型的单相接线方式有单相Vv接线、单相Ii接线。单相Ii接线形式牵
引变压器的容量利用率很高，但其产生的负序也最为严重，故这里不予介绍。图
2-17为基于单相Vv接线形式的牵引储能系统的示意图。Vv接线相当于两台单相Ii

变压器组合而成，原边绕组分别接入三相电力系统的AB相、BC相，次边绕组则
各取一端连接至左右供电臂，另一端联结成为公共端后将其接地，左右供电臂间

68