既有电气化铁路牵引网电压损失改善措施研究

边宏超，刘承志，曹景雷，游先亮，朱 娅

0 引言

近年来国内高速及重载铁路发展迅速，与此同时，牵引网电压损失增大的问题显现出来，一些既有线路也需要扩能改造，特别是一些地处山区的线路末端网压降低较为严重，甚至低于19 kV，影响机车正常运行，也限制了繁忙时期的机车密度。采取措施改善网压水平十分必要，本文对牵引网电压损失形成机理进行分析，提出2种改善措施，并结合实际利用PSCAD/EMTDC建模进行分析。

1 网压损失介绍

所谓牵引网电压损失是指变电所牵引侧母线到机车取流点的电压降。牵引网作为多导线悬挂系统总体呈现感性阻抗，因此会造成网压损失。由于牵引负荷变化，网压也不断变化，特别在重载紧密运行时网压降落幅度大。设U1为牵引侧母线电压，U2为机车取流点电压，I为牵引网电流。φ为机车功率因数角，即I滞后U2角度为φ，那么电阻造成电压降IR与I同相，电感造成电压降IXL则超前90°。网压损失ΔU就是IR和IXL在U2方向上的分量之和（图1）。

网压损失问题在南昆线、宝成线及宝兰线等一些地处山区的线路均有不同程度存在，特别像南昆线近年来负荷持续增大，问题更加显现。图2为牵引网电压实测曲线，从测量结果发现：该时段 14点57分、15点02分、15点05分、15点21分负荷较大，网压明显降低，最小值仅为19.3 kV。可见，采取措施提高网压水平十分必要。

图1 电压损失向量图

图2 牵引网电压实测曲线图

2 牵引网电压水平分析

2.1 牵引供电系统模型

（1）变电所。实现变压、变相和向牵……