1 引言
采用单相交流27.5kV、50Hz铁道电气化供电的大功率电力机车，对铁路的“重载和快速”运输，起到了十分重要作用。从直观而言，电力机车牵引运输对大气环保却似乎是“无污染”的运输工具。
但是，确切来说，如果发电厂是以煤和油(第一能源)为燃料，对电力机车与内燃机车而言，内燃机车的废气对空气造成分散污染，电力机车则为集中污染。而且能量传输到机车轮轨关系上做功的总效率电力机车为20%；内燃机则是30%。电力机车有10%总效率的浪费，亦即第一能源的浪费，这些浪费又增加了废气对大气的进一步污染。
在这一点上，还不是主要的。更严重的是铁道电气化供电质量各类问题的“电污染”，对供电系统及用电部门与社会用电，带来了不少危害。
针对铁道电气供电的“电污染”，本篇论文试图以现代比较成熟的高科技的电力电子变换器技术，对其“电污染”进行治理，以改善铁道电气化的供电质量。基本上消除“电污染”的危害。
如果铁道电气化供电，采用水力发电供电，不仅电力机车的能量转换总效率可达到60%，再加上采用电力电子变换器技术治理“电污染”，电力机车则是清洁大气、清洁电力成为比较理想、比较完善的运输工具。
2 铁道电气化供电“电污染”的各类问题
我国第一条干线铁道电气化铁路“宝～风”线的供电制：是单相交流50Hz、27.5kV。从此，我国以后发展起来电气化铁路，都采用这唯一的国标供电制。
典型27.5kV/50Hz两种单相牵引变电所供电方式，见图1所示。
图1标示了发电厂输电至变电所牵引变压器和供电接触网的各个主要环节。
单相Y/Y接线和三相Y/△接线方式各有独到的优点，也有它固有不足之处。在这里不予以评论。
这里着重指出铁道电气化单相工频交流制产生“电污染”的各类问题，及对电力系统、用电部门及社会用电的影响。各类问题主要表现以下几个方面：
(1)单相交流电力牵引负荷对电力系统产生的负序影响问题
铁道电气化单相供电的牵引负荷，造成电力系统三相电压的严重不平衡而产生负序电流，对三相发电机和电动机的工作状态，产生不稳定运转的影响。致使铁道电气化区段周围的农业用电和居民家电用电都不能正常工作运转。为解决负序问题，虽然曾采用过三相中的两相，如A、B两相向变电所相反方向接触网供电，和加大变电所变压器容量等方法，但由于电力牵引列车的不均衡性的频繁波动，仍灰没能氏底解决问题。
(2)供电接触网换相问题
电力机车由单相供电，而在铁路上的供电网则是分别由不同相(例如A相和B相)间隔供电的。其相位相差120度。两相之间有段无电隔离区。当电力机车通过这条铁路时，因电力机车有关电机和电器与相位有关，致使机车过这段无电区时，必须关闭机车供电开关，靠机车惯性速度闯过无电区后，供电重新启动。这给司机控制操作带来不少麻烦，一但操作疏忽就会出问题。
(3)无功功率问题和功率因数低的问题
直流传动电力机车无功功率大，功率因数低也是众所周知的严重问题，虽然采用过诸多措施，如变电所并联电容器的静态无功补偿等。但是，当无牵引负荷时，容性超前电流也形成无功功率，而有的区段供电网功率因数低到0.4左右。这个总是只有采用“交-直-交”电压型变换器以及交流传动电力机车才能得到改善。
