牵引变电所无功补偿研究

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。

地铁牵引供电系统谐波抑制和无功补偿的研究发布时间：2023-02-03T05:12:44.704Z 来源：《中国电业与能源》2022年第18期作者：周尧胡子超贾灿[导读] 传统地铁牵引供电系统采用24脉波整流机组周尧胡子超贾灿青岛地铁运营有限公司 266000摘要：传统地铁牵引供电系统采用24脉波整流机组，列车刹车时的制动能量会引起直流接触网电压升高。

新建线路通常配置再生能量吸收装置，目前以逆变回馈型装置(以下简称“能馈装置”)应用最为广泛。

但该复合型方案中的整流机组和能馈装置需要分别接入交流环网及直流接触网，系统结构复杂且其成本较高。

本文在能馈装置的基础上，提出以双向变流装置作为供电核心的新型牵引供电系统替代该复合型方案。

由于IGBT(绝缘栅双极晶体管)反并联二极管短路能力有限，当系统直流侧发生短路时，容易发生损坏。

关键词：地铁；牵引供电系统；谐波抑制；无功补偿；引言随着我国社会经济的不断发展，铁路因为其运载能力大、运行速度快等特点，在整体交通运输中扮演着非常重要的角色。

牵引供电系统的主要功能就是向铁路上运行的电力机车提供连续可靠的电能。

而为了使牵引供电系统能够可靠安全供电，继电保护发挥了重要的作用。

整定值是继电保护工作的基准，直接关乎牵引供电系统的安全运行。

而目前的继电保护整定技术已不能满足需要，因此开发出一款自动化程度高的可视化继电保护整定计算软件势在必行。

基于此，本文研究整定计算可视化和图形化实现技术，通过电气元件组态完成整定计算，方便灵活，易于被技术人员掌握和理解。

1中国城市轨道交通的发展状况地铁、轻轨、公交车等公共交通是城市轨道交通的一部分。

19世纪50年代早期轨道交通首次在英国出现。

伦敦的大都会铁路历时9年建成，于1863年初正式投入使用。

它的主要动力来自于蒸汽机车，以蒸汽为动力，驱动蒸汽机车运输。

随着全球经济的发展和人口不断增长，中国的运输方式也随之发生了变化。

交通堵塞问题是全球范围内普遍存在的，中国交通堵塞的情况更为严峻。

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。

摘要由于目前电气化铁路牵引供电电能计量中力率的考核采用正送倒计的方式，若采用常规的固定电容进行无功补偿，其综合力率无法达到供电部门的要求，而静态无功补偿装置（SVC）能够很好的解决这一问题。

本文正是针对静态无功补偿装置（SVC）的工程设计进行专题研究。

本论文首先，针对电气化铁道牵引供电系统及其负荷的特点，分析了牵引供电系统功率因数低的原因，并提出应用静止型动态无功补偿装置(SVC)对牵引负荷进行动态无功补偿。

其次，介绍了目前牵引供电系统中普遍应用的晶闸管投切电容器TSC和固定电容器+晶闸管可控电抗器FC+TCR两种SVC补偿装置；接着，对FC+TCR型SVC系统的一次接线方式进行简单介绍，提出了SVC装置在施工设计中应该注意的一些问题；最后，列举了110kV牵引变电所FC+TCR型SVC补偿装置二次系统设计，并进行保护定值计算。

静止型动态无功补偿(SVC)装置采用大功率晶闸管调相技术，通过对补偿系统中的相控支路电流的调节，达到动态调节SVC装置输出无功的目的，使之适应动态补偿牵引变电所变化负荷的需要。

本论文中的设计方法及经验值得设计和施工人员参考借鉴。

关键词：电气化铁路；功率因数；SVC；FC+TCR；系统设计AbstractAt present because electrified railway traction power supply electricity measurement of the assessment using force rate was sending pour millions of the conventional way, if the fixed capacitance reactive power compensation, which are unable to achieve comprehensive force rate power supply departments requirement, and static var compensation device (SVC) can be good to solve this problem. This thesis is aimed at static var compensation device (SVC) engineering design keynote research.At first, this thesis mainly aims at electrified railway traction power supply system and its load characteristics, it analyzes the traction power supply system causes of low power factor, and put out the application of static var compensation device (SVC) for dynamic var compensation of traction's load. Secondly, the thesis introduces the current traction power supply system in general useing thyristor threw cutting capacitor TSC and fixed capacitors + thyristor controlled reactor FC + TCR two kinds of SVC compensation devices; After then, FC + TCR type SVC system once connection mode is simple introducted, and construction design device in an SVC is put forward some problems which should be paid attention to; Finally, the thesis cites FC + TCR type SVC compensation devices second system design of 110 kv traction substation, and protection setting value calculation.Static var compensation (SVC) device adopts high-power thyristor phase-modulation technology, it throughs to the compensation system of phased branch current regulation, and achieves dynamic adjusting SVC device the purpose of reactive power output, to make it adapt the need of changing of compensation traction substation. This thesis of the design method and experience is worth reference for designers and construction personnel.Key words：Electrified railway，Power factor，SVC，FC + TCR，System design目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 牵引变电所SVC无功补偿的背景与意义 (1)1.1.1 电气化铁道牵引供电系统的组成及功能 (1)1.1.2 电气化铁道牵引供电系统的主要特点 (3)1.1.3 牵引变电所的负荷特点 (3)1.1.4 牵引变电所的功率因数 (5)1.2 牵引变电所SVC无功补偿的研究现状 (6)1.3 本课题的研究内容与目标 (7)2 牵引变电所继电保护 (8)2.1 继电保护的作用和意义 (8)2.2 主变保护 (9)2.2.1 主变保护的基本要求 (9)2.2.2 主变保护的原理 (9)2.3 馈线保护 (10)2.3.1 馈线保护的基本要求 (10)2.3.2 馈线保护的原理 (11)2.4 电容保护 (11)2.4.1 电容保护的基本要求 (11)2.4.2 电容保护的原理 (11)3 牵引变电所SVC装置一次接线方式 (13)3.1SVC的作用及其原理 (13)3.1.1SVC的作用 (13)3.1.2SVC的工作原理 (16)3.2SVC系统的一次接线方式 (19)3.3SVC系统的容量选择 (20)3.4SVC装置设计中需要注意的几点问题 (21)4 牵引变电所SVC装置二次系统设计 (22)4.1 牵引变电所SVC装置的二次系统设计 (22)4.1.1 交流回路设计 (22)4.1.2 控制回路设计 (23)4.1.3 遥信回路设计 (23)4.2 牵引变电所SVC装置保护定值计算的一般方法 (23)4.2.1 电流保护的保护定值计算 (24)4.2.2 电压保护的保护定值计算 (26)4.3包兰线皋兰牵引变电所SVC装置的保护定值计算 (29)4.3.1 固定电容器组（FC）的保护定值计算 (30)4.3.2 晶闸管可控电抗器（TCR）的保护定值计算 (31)4.3.3 包兰线皋兰牵引变电所SVC装置保护定值的输入 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A (36)附录B (38)1 绪论1.1 牵引变电所SVC无功补偿的背景与意义1.1.1 电气化铁道牵引供电系统的组成及功能电气化铁道供电系统由外部电源系统和牵引供电系统组成。

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。

大准电气化铁路牵引供电无功补偿方案范文的研究电气化铁路牵引站我国电气化铁路牵引变电所一般采用固定无功补偿装置，但交流电气化铁道的三大技术特征使固定无功补偿受到了局限。

这三大特征是：电力机车牵引负荷波动范围大；功率因数低；负序功率大，谐波含量高。

由于一些电力部门对牵引变电所功率因数进行考核，采用无功反转正计的计费方法，就使得固定补偿方式下的功率因数大大下降。

特别是运量小、无负荷或轻负荷概率较大的区段，过补偿十分突出，无功补偿装置将向电网返送无功，而此时无功表仍然按消耗的无功进行累加，这样使一些牵引变电所的功率因数远达不到0.9的规定要求。

目前，电力部门对大准线牵引供电实行的是大工业用电电价，根据功率因数的高低进行奖罚，功率因数为0.9时不奖不罚。

功率因数每低于0.9一个百分点，电费增收0.5%，功率因数每高于一个百分点，电费减收0.15%。

椐统计，大准线黍地沟牵引变电所每年力率罚款达30万元以上,造成了一些不必要的运营费用支出。

通过技术改造,将固定无功补偿方式改为可调无功补偿方式(根据实际负荷进行自动调节)就能彻底解决功率因数低而被罚款的难题,从而既提高了供电质量,又减少了电能损耗。

2可调无功补偿方案 2.1真空断路器投切电容器：该方案电容补偿装置接于27.5kVTOUQIAN母线上。

该方案最大优点是结构简单，投资少。

缺点是合闸时会产生过电压和过电流，影响电容器和电抗器的可靠运行，严重时会使设备损坏。

根据IEC最新规范和标准，规定电容器组的投切每年不超过1000次，加之开关寿命的限制，不能频繁投切，从而影响补偿效果。

2.2晶闸管投切电容器：该方案按照一定的模式设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路趁呈容性，分极改变补偿装置的无功出力。

这一方案的优点是损耗小，结构简单，速度响应快，不产生谐波，可以实现过零投切，不会产生严重的过电压。

缺点是每极都配相应的晶闸管，滤波效果塑系统和电容投入组数的影响，一次性投资大。

“大准电气化铁路牵引供电无功补偿方案的研究电气化铁路牵引站”一想起电气化铁路牵引供电这个话题，我的思绪就像那根根电线杆，一节一节地延伸出去。

十年的方案写作经验告诉我，这个方案得从大准电气化铁路牵引站的实际需求出发，细化每一个环节，确保每一项措施都能落到实处。

咱们得明确一下大准电气化铁路牵引站的基本情况。

这是一条承载着大量货物和旅客的铁路线，它的稳定运行对于整个交通运输系统至关重要。

然而，在电气化铁路牵引供电过程中，由于电力系统本身的特性，会出现一定的无功功率，这就需要我们进行无功补偿，以提高供电效率，降低能耗。

咱们来谈谈无功补偿的原理。

简单来说，无功补偿就是通过在电路中接入一定容量的电容器，来抵消电路中的无功功率，从而提高电路的功率因数。

这就像是在电路中加了一块“磁铁”，让电流和电压之间的相位差减小，使电力系统的运行更加稳定。

1.对大准电气化铁路牵引站的电力系统进行详细分析，了解其无功功率的分布情况。

这就像是在给一位病人把脉，只有了解了病情，才能对症下药。

2.根据分析结果，选择合适的补偿方式。

这里有两种主流的补偿方式：一种是集中补偿，即在牵引站内设置一套大容量的无功补偿装置；另一种是分布式补偿，即在铁路沿线设置多个小容量的无功补偿装置。

具体选择哪种方式，要根据实际情况来定。

3.确定补偿装置的参数。

这包括电容器容量、电抗器参数等。

这一步需要考虑到补偿装置的可靠性、稳定性以及经济性。

4.设计补偿装置的安装方案。

这就像是在给一条河流设计一座桥梁，要考虑到桥梁的位置、结构、承载能力等因素。

5.制定无功补偿装置的运行维护方案。

这就像是给桥梁配上了一位专门的“守护者”，定期进行检查、维护，确保其正常运行。

6.对整个方案进行评估和优化。

这就像是在给一座建筑进行验收，看看是否符合设计要求，有没有需要改进的地方。

1.分布式补偿可以更精确地针对铁路沿线的无功功率进行补偿，提高补偿效果。

2.分布式补偿装置的安装和维护相对简单，降低了运营成本。