牵引变电所动态无功补偿方案设计研究

无功补偿

第24卷　第5期2009年10月　　

电力学报

JOURNALOFELECTRICPOWER

Vol.24No.5　Oct.2009

文章编号:　100526548(2009)0520367203

牵引变电所动态无功补偿方案设计研究

杲秀芳

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安710043)

摘　要:在无功“反送正计”计量方式下,运量小、列车对数少的单线电气化铁路需采用动态无功补偿装置。最大无功补偿容量的计算和FC滤波支路的优化设计是动态无功补偿方案设计的重点,由于短时最大工作电流能够体现供电臂内的列车运行状态、甚至列车数量的变化,应采用其作为最大无功补偿容量的计算条件。在总结牵引变电所FC滤波支路优化设计原则的基础上,给出了滤波支路设备容量的最佳分布算法。实践证明,在不改变总无功补偿容量的前提下,能够使补偿滤波装置总容量最小,并满足一定滤波率技术指标。

关键词:牵引变电所;动态无功补偿;滤波装置;优化设计中图分类号:TM711　　　文献标识码:A

　　电气化铁路多采用固定补偿方式,但在无功“返送正计”计量方式下,牵引变电所功率因数较低,采用固定并联电容补偿装置往往达不到设计要求,宜设动态无功补偿装置[1]。识是:,,可,确定。

有文献认为[223],如果变电所全天空载概率超过50%,固定并联电容将完全失去补偿意义,这可以作

图1　TCR型动态无功补偿装置的原理图

QS=QL+QT-QF.(1)

　　TCR由两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联。当触发角时,晶闸管全导通,此时电抗器吸收的无功电流最大;当触发角α=90°时,导通角σ=0°,此时电抗器无功电流为零。根据触发角与补偿器等效电纳之间的关系[4]:

BL=

为是否采用动态无功补偿装置的参考判据。

TCR+FC型动态无功补偿装置能够快速跟随负载的变化提供需补的无功容量,实现功率因数无级自动调节,还能补偿一定的谐波电流。对牵引变电变电所动态无功补偿具有重要意义。

1　TCR+FC型动态无功补偿装置原理介绍

TCR+FC型动态无功补偿装置结构如图1。

.

τXL

(2)

　　触发角和导通角的关系:

α+σ/2=π.

(3)

母线电压不变时,FC提供固定的容性无功功率

QF。TCR产生的无功功率QT随负载无功功率QL的变化而变化,且两者之和为感性无功功率,在一定范围内维持恒定,与FC提供的容性无功功率相抵消,使系统供给的无功功率QS维持不变,电网功率因数保持在较高水平,同时使接触网电压保持在规定的范围内,即

:

可知,增大触发角α即可减小导通角σ,从而减小补偿器的等效电纳,减小补偿电流中的基波分量。TCR的控制系统检测系统的有关变量,根据检测量

的大小以及给定(参考)输入量的大小,产生相应的晶闸管触发延迟角,可以改变补偿器所吸收的无功分量,达到调整无功功率的效果。

2　最大动态无功补偿容量的计算

3收稿日期:2009203207

作者简介:杲秀芳(1980-),女,江苏徐州人,助理工程师,主要从事铁路电气化运行管理工作,(E2mail)gxiufang@163.com