仪器仪表学报

作者：夏炎，邓云川，黄可，梁靖坤，邓皓元

单位：夏炎,1.西南交通大学电气工程学院成都611756； 2.中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038,xia15120074099@sina.com,邓云川,中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院成都610031,,黄可,西南交通大学电气工程学院成都611756,,梁靖坤,中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院成都610031,,邓皓元,新南威尔士大学悉尼NSW 2052,

关键词：电气化铁路;长大坡道;再生制动;电压稳定性评估;迭代计算模型

基金：中国国家铁路集团有限公司重大课题（K2024G004）、国家自然科学基金青年基金（52202450）、四川省自然科学基金（24NSFSC7137）、中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所技术服务（KYL202411-0134）、四川省重大科技专项（2023ZDZX0008-04）项目资助

针对长大坡道重负荷电气化铁路运行中因再生制动导致的牵引网电压抬升问题，提出了一种基于电压抬升机理的稳定性评估方法。首先，从理论上推导空载电压、抬升电压、负荷电压与制动电流的矢量关系，构建电压抬升迭代计算模型，揭示制动过电压形成机理。其次，系统分析功率因数、再生功率、负荷位置及系统失稳等因素对电压稳定性作用规律。结果表明：功率因数越高，系统在再生与牵引双工况下电压波动越易平衡，可显著减缓电压抬升；再生功率变化对电压稳定性影响有限；负荷位于供电臂末端时电压抬升最明显，而靠近牵引变电所时抬升幅度显著减弱。并联供电方式可有效提高系统冗余，抑制电压波动。进一步结果显示，空载电压高低对牵引供电能力与再生电压抬升作用存在差异：空载电压较高时系统对再生功率的适应性增强，但过压风险增大；偏低则抬升减弱但牵引能力不足。建议将空载电压控制在27.5~28.5kV。最后，研究提出通过引入适量感性负载实现电压抑制的策略。结果表明：增大空载电压夹角、减小负荷电压夹角有利于降低再生制动时的负荷电压。工程应用中需重视感性负载在再生与牵引工况间的动态调节。上述研究为长大坡道电气化铁路的电压稳定性调控提供了理论依据和工程参考。

来源：2025年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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