浅谈电气化铁道无功补 偿1

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1、目录引言-1-一、我国电气化铁道目前的无功补偿应用状况分析-1-（一）我国电气化铁道目前采用的无功补偿-1-（二）应用状况分析-2-二、静止型动态无功补偿装置SVC-2-（一）SVC的工作原理-2-（二）SVC的应用状况-3-（三）SVC的设计内容与方法-3-三、电气化铁道无功补偿的前景展望与实现-4-结束语-5-参考文献-6-致谢词-7-浅谈电气化铁道无功补偿内容摘要摘要：由电气化铁道牵引负载所引起的牵引网的无功问题是电气化铁道的供电系统中的核心问题；它严重的制约了电气化铁道高速发展的需求。本文通

2、过对我国电气化铁道供电系统现行应用的静止型无功补偿装置和正在推行应用的SVC静止型动态无功补偿装置进行了分析比对，突出了SVC静止型动态无功补偿装置的应用优势，论证了采用智能控制的SVC静止型动态无功补偿装置替代现有的补偿装置将是发展的必然趋势。关键词：电气化铁道无功补偿现行补偿方式SVC静止型动态无功补偿装置引言近年来，由于铁路运输列车的提速，车流密度和载重量的增加，使牵引负荷不断增大，而电气化铁道牵引负载所具有的随即波动性和不对称性，给供电网和电气化铁道的供电系统带来了如牵引网电压波动过大，牵引

3、网的谐波污染严重，由于负荷不平衡引起的负序分量增大，功率因数低等等诸多问题。使现有的电气化铁道的供电系统难以满足高速发展的需求。其中，电力机车运行中产生的无功问题严重地威胁着电力系统和电气化铁道自身的安全运行。电气化铁道的供电特点是：无功功率随时间大幅度的变动。如果只装设固定的并联电容器组，则经常处于过补偿或欠补偿状态。既恶化了牵引网的运行电压，又会因cosφ过低或无功倒送导致罚款增加。为了解决这些问题需要无功补偿装置改善电压质量，提高功率因数。因此，采用电气化铁道无功补偿装置势在必行，提高电气化铁

4、路功率因数有两种方法：一是提高负荷（电力机车）的功率因数，这可通过改造原有电力机车或研制高功率因数的电力机车来实现；二是实时监测及调节牵引系统的无功功率，使功率因数始终保持较高值。前一种方式由于需要大量的资金，短时间内还不能实现。而目前最成熟也是最经济的做法就是在牵引供电系统中设置无功功率补偿装置。一、我国电气化铁道目前的无功补偿应用状况分析（一）我国电气化铁道目前采用的无功补偿目前，由于固定静止补偿方式简单可靠、造价低、现场运行经验成熟，因此在我国电气化铁道牵引变电所中普遍采用其来提高供电网功率因

5、数。电气化铁道的静止补偿方式主要有两种方式，分别是并联电容补偿、串联电容补偿。1、并联电容补偿并联电容补偿装置主要是用来补偿牵引网的无功功率，降低负序分量，改善电压质量，降低电流和电压的谐波分量，以取得多方面的经济效果。可安装在变电所和牵引网上任一点，同样也可以安装在机车上作就地补偿。并联电容补偿装置成套装置由并联电容器、串联电抗器、放电线圈、断路器和围栏等设备组成。该补偿装置由于可变的接线方式，加强了补偿的灵活性，兼顾了整体的经济效益，有效地解决了供电网中式的普遍问题。但这种补偿方式的接线方较为复

6、杂，且装置占地面积较大，抗谐波效果不明显,因此会影响无功补偿效果。2、串联电容补偿串联电容补偿装置接于27.5kV侧，也可将Ck直接接入牵引网，用以补偿牵引网的电抗。当牵引网的电压损失较大时，将串补装置Ck接在接触网的分段处，例如接在分区亭，最为简单。该装置主要针对-6-在牵引网负荷不断变化条件下提高和稳定牵引网电压，随着牵引负荷大小的变化，串补装置Ck能自动保持指定的电压，同时还可使电压对称，部分地补偿无功功率。的串补装置由串联电容器、限流电抗器、保护间隙、电压互感器等部件组成。该装置具有运行维护

7、方便，安全可靠，耐用度高，不易损坏等特点；不足之处是投资较大，只针对电网稳压有明显效果，因此，所带来的经济效益不好。（二）应用状况分析在应用过程中，这两种补偿方式还存在有几个方面的问题：补偿方式均为静止型的集中或就地补偿，因此装置灵活性低；其次，补偿装置的占地面积较大，一些在运行时易发出较大的噪音；再次，静止型的补偿装置在调度控制，自适应控制方面不尽如人意，尤其对高速铁路功率急剧变化所出现的瞬无功补偿控制效果较差。此外，静止型无功补偿装置通过“反送正计”的计量方式，很容易造成欠补偿或过补偿，影响补偿

8、效果。综上所述，静止型无功补偿装置还尚待改进。二、静止型动态无功补偿装置SVC静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数来节约大量的电能，同时又起到减少电网谐波、稳定电压、改善电网质量的作用。20世纪70年代以来，以晶闸管控制的电抗器TCR、晶闸管投切的电容器TSC以及二者的混合装置TCR+TSC等主要形式组成的静止无功补偿器SVC得到快速发展。SVC可以看成是电纳值能调节的无功元件，它依靠电力电子器件开关来实现无功调节。