某牵引变电所动态无功补偿改造方案

电力电子• Power Electronics208 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】铁路 电力线路 动态补偿1 铁路电力线路动态无功补偿方式分析充分利用补偿技术对铁路电力线路的电容电流进行合理补偿是确保铁路能够持续、稳定的运行的关键所在。

现阶段存在集中补偿、分散补偿、固定补偿、动态补偿四种补偿方式。

但是，因为高速铁路电力供电系统在不同时间会有不同的运行方式，不同的运行方式会造成负荷电流的变化，而电缆线路的电流也会随着负荷电流的变化而变化，所以，我国目前采用的是固定补偿和动态补偿相结合的方式，即固定补偿是在沿着铁路线路建立的作为沿线信号中继站的箱式变电站安装并联电抗器，动态补偿是在电力铁路线路的变电站中安装动态补偿装置。

目前高速铁路电力供电系统中采用的动态无功补偿方式有以下几种：1.1 分组投切电抗器的补偿方式分组投切电抗器的补偿方式所利用到的装置是成套补偿装置、计算机、真空接触器、大数据分析等技术。

其中成套补偿装置是3个不同容量的电抗器；计算机是分析功率因素、线路无功情况对成套补偿装置进行控制；真空接触器是接收到计算机命令，对电抗器进行自动投切；大数据技术是根据无功补偿数据做出合理化的投切方案。

分组投切电抗器的补偿方式是出现无功-大数据做出优化方案-计算机根据方案发出命令-真空接触器进行自动投切。

分组投切电抗器补偿方式可以设置自动操作，用计算机不仅可以控制分组投切装置的动作和次序，还可以设定功率因数，这样不仅避免了铁路电力线路动态无功补偿方案文/曹永亮投切过程中振荡情况的出现，还保证了装置动作的精准性，有利于系统可靠性的提高。

1.2 相控电抗器的补偿方式相控电抗器的补偿方式，可以自动跟踪供电系统电压和无功的变化，通过控制晶闸管的导通角来连续调节电抗器的电流，把功率因数补偿至要求的范围之内，从而实现无功补偿。

关于牵引变电综合补偿方案的潜析一说到牵引变电综合补偿方案，我就想起了那些年在电网系统里摸爬滚打的日子。

那时候，面对复杂多变的电力需求，如何优化补偿策略，提高电网运行效率，成了我心中的一个结。

现在，让我试着用意识流的方式，把这个方案潜藏在心底的故事娓娓道来。

我们得明确牵引变电综合补偿的目标。

这就像是打一场没有硝烟的战争，我们要确保电力系统的稳定运行，降低线路损耗，提高供电质量，同时还要考虑到环保和经济效益。

所以，我们的第一步是进行现场调查和分析。

1.现场调查现场调查就像是侦探一样，我们要去了解牵引变电所的运行状况，查看设备参数，了解负荷特性。

这时候，我会想起那些和数据打交道的日子，每天都要面对大量的数据，从中找出规律。

这些数据就像是一串串密码，等待着我们去破解。

2.分析问题通过对现场数据的分析，我们发现了一些问题。

比如，牵引变电所的无功补偿设备配置不合理，导致系统无功功率不足，电压波动大；再比如，牵引变电所的滤波装置效果不佳，谐波含量较高。

这些问题就像是一颗颗定时炸弹，随时可能引发电力系统的崩溃。

我们要制定解决方案。

这个过程中，我会想起那些和同事们一起头脑风暴的日子，大家集思广益，力求找到最佳的解决方案。

1.无功补偿设备优化针对无功补偿设备配置不合理的问题，我们决定采用动态无功补偿技术。

这种技术可以根据系统无功需求自动调整补偿容量，确保系统无功平衡。

同时，我们还可以通过合理配置无功补偿设备，提高牵引变电所的电压稳定性。

2.滤波装置升级3.经济效益分析在进行方案设计时，我们充分考虑了经济效益。

通过采用先进的补偿技术和设备，我们可以在一定程度上降低线路损耗，提高供电效率。

这样一来，不仅可以节省电力资源，还能为企业带来经济效益。

4.环保考虑在方案设计中，我们还充分考虑了环保因素。

通过采用环保型补偿设备，我们可以降低对环境的影响，实现绿色环保。

我们要对方案进行实施和监测。

这就像是把一颗颗种子种在土里，我们要精心呵护，等待它们生根发芽。

牵引变电所相控电抗器无功动态补偿方式的研究2100字摘要：本文论述了牵引变电所相控电抗器无功动态补偿装置的基本原理，说明该装置采用的关键技术，并对该装置进行了经济效益评价。

关键词：牵引变电所相控电抗器无功动态补偿▲▲ 一、引言近几年来，因牵引变电所功率因数不能满足电力部门规定的0.9标准，我局被迫交纳功率因数电费较多。

自1990年4月实行两部制电价以来，牵引变电所开始交纳功率因数调整电费，我局已累计交纳功率因数电费6000多万元。

▲为了减少牵引变电所功率因数电费支出，降低运输成本，提高电气化铁路经济效益，我局与有关单位共同研制牵引变电所相控电抗器无功动态补偿装置，在包兰线白银西牵引变电所投入现场运行，取得较好的补偿效果。

2005年，本科研项目荣获甘肃省科技进步二等奖。

▲▲ 二、白银西牵引变电所改造方案为了掌握电容补偿装置补偿状况，对该所牵引供电系统的进行现场实地测试。

根据测试结果，牵引变电所每相有功负荷约为6000kW，无功负荷为4480kVar，若要使平均功率因数达到0.95，考虑现行最大牵引负荷，每相需要补偿无功容量为2900kVvar。

白银西变电所27.5kV母线上均设有AFF33―2240kVar三次滤波器各一套，在最大牵引负荷的情况下，功率因数要提高到0.95是不够的，需在27.5kV母线每相上各增加1组AFF33―2240kVar的滤波电容器，与原有AFF33―2240kVar的滤波电容器一并投入运行。

通过理论计算，并考虑负荷的发展，相控电抗器的额定容量确定为3600kVA，采用单相分别补偿，即A、B相母线各安装一套相控电抗器，其容量规格相同，分别对A、B两相母线进行动态补偿。

▲▲ 三、装置技术原理1. 装置基本原理牵引供电系统无功功率平衡公式可用下式表示：Qn=QV-QC+QTCR （1）式中，Qn：系统提供无功功率；QC：滤波电容器产生恒定的容性无功；QV：电力机车产生的感性无功；QTCR：相控电抗器TCR产生连续可变的感性无功。

关于牵引变电所动态无功补偿方案研究作者：赵宁来源：《硅谷》2013年第04期摘要本文对牵引变电所的几个常见动态无功补偿方案进行了分析，并且结合实际提出了笔者的一些看法。

关键词动态无功补偿牵引变电所无功补偿中图分类号：TM922 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-127-1目前电力部门求电气化铁道的牵引供电系统功率因数从0.85提高到0.9，而且实行“返送正计”，也就说补偿过度也视为欠补偿，因此，提高铁路供电网络的功率因数是非常重要的。

电气化铁路通常采用在牵引变电所设置并联固定电容的方式补偿无功功率，但是这个装置不能够随着牵引负荷的变化而调整，所以对于列车对数少的电气化铁路，功率因数仍旧不能满足相关要求。

动态无功补偿方案则能够很好的解决这个问题。

1 牵引变电所动态无功补偿方案1.1 动态无功补偿设备目前动态无功补偿设备中较先进的是静止无功发生装置（SVG），使用的比较多的是静止无功补偿装置（SVC）系列。

国际大电网会议定义SVC有七个子类，分别是机械投切电容器（MSC），机械投切电抗器（MSR），自饱和电抗器（SR），晶闸管控制电抗器（TCR），晶闸管投切电容器（TSC），晶闸管投切电抗器（TSR）。

在我国SVC装置则主要是指晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器。

1.2 牵引变电所动态无功补偿方案牵引变电所无功补偿方案多种多样，但是其目的都是为了补偿无功功率，提高功率因数，滤除谐波，从而减少设备容量和功率的耗损，提高供电质量。

1.2.1 晶闸管调节电抗器（TCR）+固定滤波器（FC）这种动态无功补偿方案主要由TCR和FC组成。

晶闸管调节单抗器虽然可以快速的调节无功功率，但是TCR本身就是谐波源，所以需要固定滤波器来滤除其产生的谐波和负载产生的谐波。

TCR主要是由反向并联的晶闸管与补偿电抗器串联组成，通过调整晶闸管的触发角，就可以调节通过电抗器的电流大小，从而TCR回路产生的感性无功功率。

侯月线沁水牵引变电所动态无功补偿改造供电设备招标文件技术规格书动态无功补偿装置中铁电气化勘测设计研究院2007年10月24日目录1、适用范围和工程概况 (1)2、动态无功补偿装置主要功能要求 (2)3、动态无功补偿装置系统构成和主要设备数量 (2)4、相关设备主要技术参数 (3)5、检查、试验和考核验收 (10)6、技术文件及图纸 (10)7、工厂试验 (10)8、设备质量要求 (11)9、其它 (11)1、适用范围和工程概况（1）适用范围本技术规格书适用于侯月线沁水牵引变电所动态无功补偿改造工程供变电设备动态无功补偿装置。

（2）工程概况根据侯月线沁水牵引变电所动态无功补偿改造工程技术补充说明（2007年8月24日）中初步改造设计方案，本次沁水牵引变电所动态无功补偿方式拟采用固定无功补偿加可调电抗器的动态无功补偿装置，改造方案为对既有并联电容无功补偿装置进行增容，利用既有单元电容器以及开关、断路器等设备，安装重新核算的电容器组容量的并联无功补偿装置，并新增一台可调电抗器（含附属相关设备），经断路器T接于馈线。

沁水牵引变电所改造后的并联电容无功补偿装置容量及可调电抗器的容量见表1。

表1备注：改造方案中主要设备的选型参数有待通过测试后进一步校核。

2、动态无功补偿装置主要功能要求（1）提高牵引变电所功率因数解决沁水牵引变电所月平均功率因数低于0.9，被电力部门罚款的问题，功率因数补偿目标值为0.95。

（2）稳定接触网母线电压动态无功补偿装置的调节方式应为自动连续调节，保证牵引变电所内瞬时功率因数变化不大，减少电力系统及牵引变压器的电压损失，减小接触网母线电压的波动范围，使其保持在一个相对稳定值，提高牵引供电系统供电质量。

3、动态无功补偿装置系统构成和主要设备数量动态无功补偿装置主要包括固定电容器组、串联电抗器、可调电抗器、微机监控装置、断路器、隔离开关、等相关保护配套设备组成。

本工程主要设备的供货数量如表2。

牵引变电所动态无功补偿方案设计研究中铁第一勘察设计院集团有限公司电气化处 杲秀芳摘 要：在无功“反送正计”计量方式下，对于运量小、列车对数少的单线电气化铁路应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。

牵引供电设计人员需计算三种馈线最大电流。

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。

本文总结了牵引变电所FC 滤波支路优化设计的设计原则，并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，该算法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：动态无功补偿 滤波装置 最大无功补偿容量 滤波支路 优化设计电气化铁路多采用交直硅整流电力机车，功率因数较低，严重影响电力系统功率发挥和增大无功损耗。

由于固定补偿方式结构简单、造价低、可靠性高、维护方便、现场运行经验成熟，在牵引变电所中被大量采用。

但该装置不能随牵引负荷的变化做相应调整，对于运量小、列车对数少的单线电气化铁路，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。

当采用固定并联电容补偿装置不能满足功率因数要求时，宜设动态无功补偿装置[1]。

铁路系统的电气化专家在总结了功率因数补偿的经验后也形成共识：对运量较大、负荷相对均衡的复线铁路，原则采用静态电容补偿；对运量小的单线电气化铁路，可采用动态电容补偿，应按详细的技术经济比较结果确定[2]。

有文献认为[3,4]，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。

牵引变电所无功动态补偿装置补偿效果比较与评价钮承新【摘要】文章针对兰州铁路局管内牵引变电所功率因数低导致调整电费支出较多的问题，开展牵引变电所无功补偿装置技术改造，将牵引变电所固定电容无功补偿分别改为降压式、晶闸管相控电抗器、有级调压式、磁控电抗器无功动态补偿方式，有效提高牵引变电所功率因数。

各种无功动态补偿装置改造后的经济效果不同，有必要比较牵引变电所无功补偿装置改造后的效果，合理对待牵引变电所无功补偿装置改造中存在的问题，正确评价牵引变电所无功动态补偿装置技术经济效果。

通过牵引变电所无功补偿技术改造，使牵引变电所功率因数达到0．9以上，有效减少牵引变电所电费支出。

%In view of the low power factor of traction substation in Lanzhou railway administration,leading to the adjust-ment of electricity spending,the technical renovation has been made for traction substation reactive power compensation equipment,namely change the fixed traction substation capacitor reactive power compensation respectively to the buck type,thyristor phased reactor,step of surge tank type,magnetic control reactor reactive power dynamic compensation mode,and effectively improve the traction substation powerfactor.However the economic effect after renovation of vari-ous reactive power dynamic compensation device is different,it is necessary to compare the effect after renovation of trac-tion substation reactive power compensation device,problems existing in renovation of traction substation reactive power compensation device shall be reasonably treated and the technical and economic effect of traction substationreactive pow-er dynamic compensation device is given a correct assessment.Through traction substation reactive power compensation technology renovation,traction substation power factor reaches 0.9 or above.This has effectively reduced traction sub-station electricity expenses.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P13-17)【关键词】变电所;无功补偿;效果;评价【作者】钮承新【作者单位】兰州铁路局安全监管办公室，兰州730000【正文语种】中文【中图分类】U223.5+31 前言牵引变电所一般采用固定式并联电容补偿装置用于无功补偿，由于大多数线路采用交直型电力机车，自然功率因数较低。