浅析牵引变电所中动态无功补偿装置的应用.doc

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1、浅析牵引变电所中动态无功补偿装置的应用摘要：功率因数不高作为影响电力工作的重要内容，不仅困扰了电力系统运行，对国家电力资源也造成了极人的浪费。针对这种现象，很多电力部门采取补偿电容装置的方式，增强功率因数，但是实际效果并不太理想。本文结合牵引变电所中动态无功补偿装置,对TCR动态无功补偿装置原理、结构特征以及在电气化铁路牵引变电所的应用效果进行了简要的探讨和分析。关键字：牵引变电所；电力系统；功率因数；无功补偿Abstract:Lowpowerfactorasanimportantcontentinpowerwork,notonlyaffectstheoperationofpowersys

2、tem,thestatepowerresourceshascausedgreatwaste.Accordingtothisphenomenon,manyelectriepowerdepartmenttotakethecompensationcapacitordevice,enhancingpowerfactor,buttheactualeffectisnotveryideal.Thiscombinationoftractionsubstationindynamicwattlesscompensationdevice,theTCRdynamicidlecompensationdevicepr

3、inciple,structurecharacteristicsandapplicationeffectoftheelectrifiedrai1waytractionsubstationarediscussedandanalyzedinbrief・Keywords:substation;powersystem;powerfactor;wattlesspowercompensation屮图分类号:电力工业在《供电营业规则》中明确规定：无功电力必须就地平衡。用户在增强自然用电功率因数的条件中，必须根据相关标准进行，安装对应的无功补偿设备，并且做到随着电压或者无功进行切除或者投入，从而有效控制无

4、功电力倒送。当地用户在供电单位规定的用电负荷高峰中，1OOKVA或者以上的供电功率因数必须在0.90以上，并且根据力率进行电价调整。也就是说，功率因数每小于规定值的0.01时，就会给予当月电费运营0.5%的处罚；而每高于规定值，给予当月电费运营0.15%的奖励，最高可以达到0.75%的奖励。电力单位为了控制无功负荷注入与牵引变电所使用，使用正计反供的计量形式，在绝对值相加的过程中，进行无功电量计算。在这过程中，无形的为无功补偿装置增加了难度，不管无功状态是低于补偿容量，还是大于欠补状态，都会让无功电量累计，进而严重影响功率因数，造成不良后果。电气化铁路牵引，让电力机车成为供电对象,由于电力

5、机车使用的是单相交转动系统，牵引负荷具有非线性、随机波动明显等特征，从而让电力系统出现高谐波分量、低功率因数的现象。因此,在牵引变电所设计中，通常使用电容并联的无功补偿装置，增强高次谐波吸收和功率系数。无功补偿装置工作原理电力系统的牵引负荷在实际应用中，具有波动性、不对称、非线性等特征，通过三相不平衡的基波电流和谐波电流进入系统，再推动电力系统电压波动。在电气化质量控制屮，无功补偿的目标是降低电压变动；抑制谐波，主要应用在7、5、3次谐波中。由于固定补偿造价便宜、经验成熟,更加经济可靠，所以在变电所中被广泛应用。目前，我国很多牵引变电所已经在27.5KV的母线上，直接安装了TCR动态无功补

6、偿装置，它不仅能满足变电所负荷变化迅速、负荷率低等要求,还可以快速、平滑的进行无功自动调节。由于精度控制准确，拥有良好的可靠性，和固定补偿相比，拥有明显优势，所以能在解决电气系统无功补偿的同时，进一步提高电力单位经济效益。该装置主要包括FC（滤波器）和TCR（晶闸管电抗器）。其中，TCR主要宙全数字控制、晶闸管阀和27.5KV的电抗器、相控保护系统以及故障自诊系统构成，进而为电力系统提供更加稳定的无功功率，滤除谐波。TCR晶闸管电抗器动态无功补偿装置通过晶闸管反并联导通角，调整电抗器补偿电流；在和固定电容器结合补偿的同时，控制无功变化，达到无功补偿自动实时的目标。在整个牵引供电系统中，机电

7、负荷一般是变化的感性负荷，Qv表示无功，Pv表示有功。当FC和TCR并联到供电系统（27.5KV）时，根据对应的功率理论知识，FC部分的容性变成无功性Qc,与此同时，连续可变的TCR部分变成无功感性的QTCR,进线性变压器提供的无功QN变成：QN二Qv-Qc+QTCR。通过该式可以知道，只要调节QTCR就能让某一固定值大丁等于QN,其至说如果Q7二0,就能让其从理论推断中，得到功率因数1。另外，补偿效果也将会直接影响晶闸