常 非, 杨中平, 林 飞

(北京交通大学 电气工程学院，北京 100044)

随着目前我国交直交机车的大量使用，无功和谐波已经不是电气化铁路电能质量的主要问题，负序问题变得越来越突出。由于电分相装置的存在，机车运行速度受到限制[1-4]。根据计算，京沪高速铁路因电分相的存在而使运行时间增加约20 min。

为了解决这些技术难题，文献[5]提出了同相供电方案, 基于既有线改造的同相牵引供电系统可有效改善电能质量，减少牵引供电系统一半的电分相，但仍不能彻底取消电分相，实现牵引网全网互联，如图1(a)、图1(b)所示。德国现行牵引供电系统需要建立一个110 kV、16.7 Hz的铁路专用电网，铁路专用电网需沿铁路线分布，变电所直接从该电网取得同频率的单相电经全线贯通的接触网给机车供电。德国采取了与电力系统频率相异的贯通供电方式，全线电压同相位，无需过分相，是一种较理想的供电方式。德国模式值得借鉴，但在实现途径上，中国铁路不宜照搬德国模式，因为德国的贯通供电是通过铁路自建电网形成的，与公用电网的联系是通过三相-单相交直交换流器实现的。随着电力电子技术的快速发展，基于三相-单相交直交变电所的新型牵引供电系统有望实现牵引网的全网互联，如图1(c)所示。这种牵引供电系统可彻底取消电分相，改善公共电网和牵引网电能质量，有效调度牵引网潮流，并且可实现机车制动能量的再生利用，是一种较理想的新型牵引供电方式。……