高速铁路同相供电：牵引负荷特点

牵引供电系统的供电对象是电力机车，相对于三相电力负荷而言，电力机车牵引负荷有其显著的特点。它对牵引供电系统的结构与运行、供电设备接线方式以及电力系统的运行都将产生直接影响。牵引负荷的特点与机车类型有着直接关系，其主要特点是[19]：

（1）我国电气化铁道运行的交-直整流器电力机车，是非线性的，整流结果使得电流滞后于电压，而且接近方波，所以牵引负荷电流中含有大量的谐波成分。

（2）电力机车为单相、移动性动态负荷。负荷电流受线路状况和机车本身运行工况（起动、加速、惰行、过电分相、制动与再生等）的多变因素作用，而具有随机剧烈波动的特性。供电区内无机车运行或仅有机车惰行时，馈线负荷很小；当有多台机车同时起动和加速时，或当机车过电分相情况下，机车主断路器拉闸又空载合闸，使机车主变压器产生很大的激滋涌流（可达几倍的主变压器原边额定电流），以及当上述起动、加速工况与过电分相的激滋涌流叠加或不同组合时，将出现冲击最大负荷现象。单相牵引负荷会使系统产生大量的负序电流，造成系统三相严重不平衡。

（3）我国电气化铁道运行的交-直整流器电力机车，是一种非线性、低功率因数负荷，将对牵引供电系统和电力系统注入各次谐波电流，成为一种谐波源。牵引负荷谐波对供电系统和电力系统的危害和影响是多方面的，主要包括引起供电设备与仪表的发热甚至损坏，对通信、控制、继电保护的正常运行产生威胁。(www.xing528.com)

（4）交-直整流器电力机车在不同工况下，牵引负荷电流相位角（相对于牵引网电压）的变化幅度较大，致使功率因数偏低，需进行无功功率补偿。当机车处于再生制动工况时，机车电流回送牵引网，电流相位角为滞后120°～130°；机车过电分相产生激滋涌流时，可视为纯感性电流，相位角接近滞后90°；机车处在其他工况时，相位角为35°～37°（功率因数为0.82～0.8）；而在牵引网短路故障时，故障电流相位角为滞后65°～70°。正常工况下相位角的大幅度变化和牵引负荷电流动态的剧烈波动，加大了有效补偿无功功率的难度。

（5）我国运行的交-直-交电力机车，功率因数接近于1，低次谐波含量较少，主要含有较高次的谐波。