高速铁路电力配电所无功补偿研究

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关于高铁10KV电力供电系统一些浅论

关于高铁10KV电力供电系统一些浅论

关于高铁10KV电力供电系统一些浅论摘要:高速铁路10KV电力供电系统采用多种新技术、新设备提高供电可靠性.本文着重分析高铁10KV电力工程概况;10kv贯通线路设计特点及优点;10kV电缆热熔熔接头技术标准;电力远动系统对提高供电可靠性的作用。

关键词:铁路供电;单芯电缆;电缆热熔熔接头;电容电流;无功补偿;电力远动引言:随着我国“一带一路”战略深化推进,增强互联互通,加强基础建设越发重要。

新形势下,中国国家铁路局提出“交通强国,铁路先行”,高铁新线建设在推动国民经济发展同时,直接促进铁路各专业的完善与发展。

文章从郑州铁路局集团公司郑渝、郑阜、京港高铁10KV 电力供电系统进行简要分析。

1电力工程概况高铁电力工程车站主要有信号、通信、给排水、空调通风、综合维修、道岔融雪、调度系统、客运管理信息系统、防灾系统、设备监控系统及室内外照明等用电负荷。

区间主要有信号通信中继站、无线通信GSM-R基站、光纤直放站及电气化牵引、分区、AT所所用电负荷。

根据用电负荷分布,供电方式采用集中供电和分散供电相结合的方式。

配电所、车站变电所由两路独立10kV等级电源供电,所内通过母联母隔柜实现互为备用,对车站负荷采用集中供电方式。

区间通过一级贯通、综合贯通线路,实现对配电所、车站变电所之间的供电,对区间负荷采用分散式供电方式。

配电所、变电所、箱变控制、保护装置采用全微机综合自动化系统,设有两套交流自用电系统和一套免维护直流系统,环境安全监控、均纳入综合自动化系统。

全线负荷分布特点:车站用电负荷容量较大,且用电点相对集中;区间用电负荷容量较小,用电点多、分散、且多为一级负荷。

上述用电负荷中与行车密切相关的通信、信号及信息系统的主要设备;动车组运用设施的主要调度设备;电气化各所用电;车站及有关大型建筑应急照明防灾报警系统等用电等为一级负荷。

为通信、信号主要设备配置的专用空调;动车组检修设施;综合维修工区;检测中心;给排水设施;大型中间站公共区照明供电负荷;站、段(所、场)接触网上电动隔离开关操作电源等用电负荷为二级负荷。

电网配电线路的最优无功补偿研究

电网配电线路的最优无功补偿研究
1 匀布负 荷线 路
h — — — — — —— — — — ——————生————
() a

f b
图 1 示 为匀 布负荷线 路 并联 电容 补偿 图 。 所 图 1 a 为 匀 布 负荷 线 路 图 , 1 b 为 补 偿 () 图 () 前无 功潮 流分 布 图 , 1 C 为 补偿 后无 功 潮流 分 图 ()
DU u k Xi . e
( c ol f lc ia E gn e n ,otw s J o n nvri ,C e g u6 o 3 , hn ) S h o o etcl nier g Suh et i t gU i s y h nd 1 0 1 C i E r i a o e t a
关键 词 : 无功补 偿 ; 输 送 能力 ; 使 用效 率 ; 经济 效益
中图分类 号 : M5 14 文 献标 识码 : T 3. A 文章 编号 :17 —77 20 )0 -040 6415 (08 -300 -4
Re e r h o aci we m p n a i n s a c f Re tve Po r Co e s to Optmi a i n i z to o we t r Dit i uto Fe de n Po r Ne wo k sr b i n e r
Jn 0 8 u .2 0
电网配电 线路的最优无功补偿研究
杜 修 柯
( 西南 交通 大学 电气 工程 学院 ,四川 成都 6 03 ) 10 1 摘 要 : 据 配 电网无功补 偿 的现状 , 合 配 电网的 结构 , 线路 负荷 均 匀分 布 与 非均 匀分 布 根 结 在 时, 对并联 电容 器 的最优 补偿 容量 和最佳 安装 位 置进 行 了研 究 。在 分析 了并 联 电容 器 实现 无 功补偿 的基 础 上 , 建 了实际模型 , 解决相 关 问题提供 了依 据 。 构 为

对配电系统中动态无功补偿装置的研究[论文]

对配电系统中动态无功补偿装置的研究[论文]

对配电系统中动态无功补偿装置的研究摘要随着现代电力电子技术与国民经济的进一步发展,电力用户对供电电能质量水平和用电可靠性提出了更高更多的要求。

由此产生了一些静止形态的动态无功补偿装置。

电力电子装置不仅可以发送而且还可以吸收无功功率,其本身也成为产生无功的功率源。

但动态补偿的技术目前还不成熟。

关键词配电系统动态无功补偿装置中图分类号:tm761 文献标识码:a1配电系统中的动态无功补偿装置无功功率补偿,简称无功补偿,在电力供电系统中起到提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少网络的损耗,使电网供电质量提高。

反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统的电压波动,谐波增大等诸多不利于电网安全运行的因素。

无功补偿分动态和静态两种方式。

静态无功补偿是根据负载情况安装固定容量的补偿电容或补偿电感,动态补偿是根据负载的感性或容性变化随时的切换补偿电容容量或电感量进行补偿。

一般的补偿是有级的,也就是常用的补偿装置如电容,是按组来进行投切的,也就是用电系统里产生的无功不会是你补偿的一样多,但是由于这种补偿已经将功率因数达到了例如0.95,已经很好了。

但是有的负载,其工作时无功的变化量非常大,且速度非常快,可以达到毫秒级只能用“动态”补偿。

所谓“动态”即快速性、实时性,一是补偿速度一定要快,二是用电负载需要多少无功,补偿装置就补偿多少无功。

这是动态补偿的两个基本特征。

但不是非得两个都具备才是动态补偿,有的负载虽然无功变化快,但是无功量的改变是固定的,此时用速度快的无功补偿也可以办到,也就是说这个动态补偿强调的单单是迅速。

动态无功补偿装置由高压开关柜(包括高压熔断器、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等)、并联电容器、串联电抗器、放电线圈(或者电压互感器)、氧化锌避雷器、支柱绝缘子、框架等构成。

配电网无功补偿容量及位置的优化研究

配电网无功补偿容量及位置的优化研究

V0 I 4 l 2 。No 2 .
Ma y.20 07
配 电网无 功补 偿 容 量及 位 置 的优化 研 究
李凤 婷 ,晁 ห้องสมุดไป่ตู้
( 誓 大 学 电气 工 程 学 院 ,新 誓 乌 鲁 木 齐 8 00 ) 新 30 8

要 :结合 配电网的特征 , 建立 了配电网无功优化 的数学模型 , 采用 Ⅳ 点 分散补偿法对配 电网无 功补偿的最
d t r n h a o iin, n smo es i b e t h o e s t n c p c t n h n r y l s h n d s e s d e e mi e t e t p p s t o a d i r u t l O t ec mp n a i a a iy a d t ee e g o s t a ip r e a o c mp n a i n me h d a n d s o e s t to t o N o e . Ke r s o rd s rb t n s s e ;r a tv o r o t z to y wo d :p we iti u i y t m o e c i e p we p i a i n;g n tca g rt m ;d s e s d c mp n a i n mi e e i l o i h ip r e o e s t o a tⅣ n d s o e
Cac lt n e a lso luai x mpe fCHANGJ o rdsrb t nn t r h w h tte g n t lo i m a eu e O o Ip we itiu i ewo k s o t a h e ei ag rt o c h c n b s d t

关于铁路供电中无功补偿的几个问题

关于铁路供电中无功补偿的几个问题

…………………哈尔滨铁道科技收稿日期6摘要:集中探讨了在铁路供电网络中,无功补偿方式对整个供电网络的影响。

用电单位的低压补偿的基本方式。

以及变配电所中高压集中补偿的设计原则。

关键词:铁路供电网络无功补偿低压补偿高压补偿中图分类号:U 233.53文献标识码:C1前言无功补偿,就其概念而言早为人所知,它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电能质量,提高网络输电能力及发电机的有效输出能力。

1.1无功补偿的配置原则为了最大限度地减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置,一般放在变配电所中,主要采取高压电容补偿的办法。

这一配置可以同时完成两种功能,一是针对地方电业局对指标参数的考核看,完成了国家对功率因数不得低于90%的技术要求,达到了国家电力部门对功率因数的考核要求。

二是单从经济技术指标的考核看,也达到了上级考核的要求。

因此,多年来在变配电所中以高压电容器来对配电网络中的无功功率进行补偿一直做为铁路电网无功补偿的主要方式,而在用户端低压安装无功补偿的则极为少见。

1.2无功功率的产生源头从铁路电力网无功功率消耗的基本状况可以看出,铁路电力网络主要为10kV 及以下的配电网络,其无功损耗主要来源于两个方面,一是网络损耗,主要是高低压网络中的损耗,主要是变电所的主变和配电变压器。

二是各低压电力用户,较大的主要是机务段、车辆段以及各部、局属工厂的动力设备,其次还有房产段采暖动力设备和给水设备。

但与高低压配电网络的无功损耗相比,各大高低压用户所占比重要远远大得多。

这里就产生了一个问题:在铁路供电网络中,大量的在用户低压终端产生的无功负荷,确要通过几乎整个网络的输送,而是在网络的首端—变配电所中去补偿。

那么在这一个不合理的路径循环中,就产生了大量的不必要的损耗。

必须采取电力部门补偿与用户补偿相结合。

2无功的补偿在配电网络中,用户消耗的无功功率约占50~60%,其余的无功功率消耗在配电网中。

配电系统无功补偿技术的研究

配电系统无功补偿技术的研究

1 无功补偿 的合理配置 原则
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出 , 各级 网络 和 输配电设备都要消耗一部分的无功功率 , 以配 电网所 占比 尤 重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗 , 高输 提
配 电设备 的效 率 , 功 补偿 设 备 的配 置 应按 照 “ 级 补 偿 , 无 分 就
就地平衡 , 就会造成不同分区之 间无功 电力的长途输送 和交
换 , 电网 的 功 率 损 耗 和 电 能 损 耗 增 加 。 因 此 , 规 划 过 程 使 在 中 , 在 总平 衡 的基 础 上 , 究各 个 局 部 的补 偿 方 案 , 得 最 要 研 求
的电容器进行跟 踪补偿 。其 主要 目的是提高专 用变压器用
备 的正 常 运行 , 至损 坏 。电力 系统 功 率 因数 的高 低 已 成 为 甚 电力 系统 一 项 重 要 经济 指 标 , 而配 电系 统 中 的无 功 补 偿 显 得
尤 为 重要 。
配电线路 向负荷端输送 。为 了有效地 降低线损 , 必须做到无 功功率在哪里发生 , 就应在 哪里补偿 , 、 中 低压配电网应以分
的。在一般情况下 , 以降损为主 , 调压为辅。
2 配 电 系统无 功补偿方 案及其 比较
2 1 变 电站 集 中补偿 方式 . 要平衡输电网的无功功 率, 在 变电站进行集 中补偿 , 可 补偿 装 置 包 括 并 联 电容 器 、 同步 调 相 机 、 止 补 偿 器 等 , 要 静 主 目的是 改 善 输 电 电 网 的功 率 因数 , 端 补偿 装 置 一般 连接 在 终 变 电站 的 l k O V母 线 上 , 点 是 容易 管 理 、 便 维护 。 优 方 2 2 低 压集 中补 偿 方 式 .

电网配电线路的最优无功补偿研究

电网配电线路的最优无功补偿研究

2 1 线 路 长 度 归 一化 计 算 .
设 配 电线 路 由 个 型 号导线 组 成 干线 , 干线 上
式 中 , 为第 组最 优 补偿 容 量 ; 一1 至第 i Q Q 第 点
点 线 路 间 的归 一 化 无 功 负 荷 的加 权 平 均值 ; 无 功 负荷率 , 当有 功负 荷率 高 时 , 取 一0 6 0 8 低 时 , .~ . ;
型 , 解 决 相 关 问题 提 供 了依 据 , 有 一 定 的 实 际应 用 价 值 。 为 具
关 键 词 : 电线 路 ; 功 补 偿 输 送 能 力 使 用 效 率 经 济 效 益 配 无
中图分 类号 : TM 7 4 13
文 献标 识码 : A
无功补偿 是 维持 电力 系统稳 定与经 济运 行所 必 需的 , 合理 的无 功补偿 可 以减少 电网 中的功 率损耗 、
圉 1 匀布 负荷 线 路 并 联 电 容 补 偿示 意 图
此 时 的无 功功 率损
耗最 小 。 若线 路上 装设 组 并 联 电容器 补偿 , 则不 同
电容器组 的最 佳装 设位 置可 表示 为
由无 功潮 流 分 布 图可 知 , 联 电 容 Q 并 补偿 后 , 将线 路分 为 A、 C三段 , B、 各段 的无功 潮 流方 向如 图
中箭 头所 示 。 A 段 O (/-L)该 段 的总无 功负 在 ~ 2 ,
z 南 L ( 1 ,,・ ( l 一 ,… 4 2 ) )
最 佳 装 设 位 置 下 的 每 组 最 优 无 功 补 偿 容 量
收 稿 日期 : 0 80 — 4 2 0 — 1 1
作 者 简 介 : 修 柯 (9 9 )男 , 杜 1 7 一 , 四川 广 安 人 , 士 研 究 生 , 事 电 力 系 统稳 定 性 研 究 ,E mald x 3 2 @ 1 3 cr 硕 从 ( ~ i u k 4 3 6 .o ) n

配电网无功补偿现状分析与应用研究

配电网无功补偿现状分析与应用研究
配 电网无功补偿现状 分析 与应用研 究
陆 阳 , 李航 程 , 郑海 良பைடு நூலகம், 杨 伟炳 ( 浙 江省 余姚 市供 电局 。 浙 江余 姚 3 1 5 4 0 0 )
摘 要 电力 系统 中 , 配 电 网是 连接供 电输 电 网络 的一 个枢 纽 。逐渐 增加 的用 电需 求和 供 电质 量诉 求 , 使得 配 电 网的
重要性 E l 益突出。无功补偿技术是解决配电网络损耗、提高供电质量的关键性技术。丈章概述了当前无功补偿技术在 配电网中的应用现状 , 从无功补偿的技 术原理分析出发 , 通 过分析对比典型无功补偿模 式 , 重点阐述 了无功补偿关键 电子元件 的 功能表 现 , 为提 高配 电网的整 体效 益提 供 了新 的技 术 支持 。 关 键词 配 电网 ; 无 功补偿 ; 应 用现 状分 析 中图分 类号 : T M 7 6 1 文献标 识码 : A 文章编 号 :1 6 7 1 — 7 5 9 7( 2 0 1 3 )2 3 - 0 0 3 4 - 0 1
2 )降低 电网 的线 损和 变 压器 功率 耗损 , 在常规 电路 中 , 功 率耗 损 与 功率 因素 呈 现较 强 的 负相 关 。 因此 , 一 旦功 率 因 素得 到增 大 , 功率 损 耗将 大 大 减 小 , 于 此 同时 无功 补 偿更 会 使 得无 功 电流减 小 , 线路 的供 电能力也 得到 了保障 。 3 ) 电压 稳定 性 提高 , 线 路压 损 与无 功功 率成 正 比 , 由此 所 带 来 的压损 的减 小量 也是 十分客 观 的 。 4 )提 高设备 的负载 能力 , 功 率 因素 增大 , 视 在功 率 也得 到 增强 , 设备 的承 载能 力得 到 了极大 的提 高 。
当今 社 会 是 工业 发 展和 信 息应 用 的时 代 ,电力 资源 作 为这 两 者 不 可 或 缺 的 基 础 能源 , 其 规 模 和 性 能得 到 了长 足 的 发展 。 经过 数 十 年 的 电力 行 业 的整 体 发展 , 我 国的 电力 行 业构 造 了以 火 电为 主 , 水 电为 辅 , 核 电、风 电等新 能 源模 式相 结合 的 电力 组成 , 基 本 上满 足 了我 国社会 经 济 生 活对 于 电力 的需 求 , 但 是 在 局 部 点去 , 仍然 存 在及 其 严 重 的 电力 短缺 或 者 电力 覆 盖不 力 的局面 , 这 也 是我 国 电力 行 业 需要 进 一 步发 展 的方 向所 在 。 电 力产业中 , 主 要包 括 发 电 、配 电和 供 电三大 技 术环 节 , 这其 中 配 电 是沟 通 发 电厂和 电 力用 户 的核 心和 枢纽 , 也是 决 定 供 电效 率和 供 电 质量 的 关键 环节 , 长 期 以来 , 电力 行 业 主要 的 关注 都 放 在 发 电 环节 , 对 于 新 型发 电模式 和 新 型发 电设 备 的研 发一 直 不 曾停 止 , 配 电网 的重要 性 一 直得 不 到 足够 的重 视 , 随 着 电力 网络 的 整 体完 善 , 配 电网 的 固有 缺 点开 始展 现 , 配 电过 程 中 的 电力 损 耗 、 电力波 动 和 电 力灾 害对 供 电质量 带 来 及其 严 重 的损 害, 配 电 网的 安 全 稳定 、 高 自动 化 的运 行模 式变 得 日益 重 要 , 迫切 需要 新 的配 电网管理 技 术来 解决 这一 技术难 题 。
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高速铁路电力配电所无功补偿研究
摘要:铁路电力供电系统贯通线路通常采用电缆线路,由于电力电缆的分布电容大,对地的电容电流相应增大,较大的容性无功功率将会导致配电所功率因数较低,因此为了提高功率因数,采取无功补偿方案是高速铁路供电系统正常运行的必然选择。

关键字:高速铁路;高速铁路;电力配电所;无功补偿
1高速铁路电力配电所无功补偿方案
无功补偿方案包括固定式电抗器方案、分组投切电抗器方案、MCR磁控电抗器方案和SVG静止无功发生器方案。

2几种无功补偿方案在高速铁路的应用
2.1几种无功补偿方案应用
固定式电抗器方案:郑西客专、京石武客专等。

分组投切电抗器方案:京沪高铁杭、长高铁等。

MCR磁控电抗器方案:南广铁路等。

SVG静止无功发生器方案:沪杭高铁高速铁路。

2.2几种无功补偿方案应用比较
能耗从高到低:固定式电抗器方案>分组投切电抗器方案>MCR磁控电抗器>SVG静止无功发生器方案。

响应速度从快到慢: SVG静止无功发生器方案>MCR磁控电抗器方案>分组投切电抗器方案,固定式电抗器方案无此功能。

滤波功能:SVG静止无功发生器方案可滤除多次谐波,MCR磁控电抗器方案、分组投切电抗器方案和固定式电抗器方案无此功能。

补偿方式:固定式电抗器方案提供感抗,分组投切电抗器方案只补偿感性,MCR磁控电抗器方案只补偿感性,SVG静止无功发生器方案双向补偿。

经济指标:固定式电抗器的价格是7万元/套,分组投切电抗器的价格是25
万元/套,MCR磁控电抗器的价格是35万元/套,SVG静止无功发生器的价格是40
万元/套。

3某高速铁路无功补偿方案
3.1案例一
某高速铁路全线共设置有两个电力配电所,该高速铁路会产生大量高次谐波,严重影响电能质量,且平均功率因数约0.8,每月力率罚款电费14万左右。

该高
速铁路牵引机车采用交流电流制,即单相工频制,传动方式为交-直方式,3、5、7次谐波含量丰富。

因此,我们针对这一现状进行研究,决定采用磁控式动态补
偿(MSVC)进行整治,下面以该高速铁路某一个电力配电所为例,就整治的具体
情况进行分析。

3.1.1动态补偿方案
(1)技术选型概述:
目前电力配电所中主要采用静止型动态补偿装置,主要由并联电容器组和可
调电抗器并联组成;其中电容器支路提供容性无功并抑制谐波,当需要调节装置
补偿容量时,只需改变可调电抗器的输出容量,就可以实现无功功率连续快速可调。

目前普遍应用的SVC主要有TCR型和MCR型两种,其补偿效果是一样的,主
要区别在于可调电抗器的调节方式。

TCR型动态补偿装置维护量大、运行成本高、占地面积大,在电力配电所未得到大量推广应用;磁控式动态补偿装置具有可靠
性高、免维护、结构简单、占地面积小等显著优点。

综合考虑上述不同技术的各自特点,该电力配电所装设两套磁控式动态无功
补偿技术的装置。

(2)方案设计:
基波补偿容量:按照目标功率因数≥0.95计算,根据实际需求在A、B两个
供电臂27.5kV母线上安装的电容器容量分别为6000kVar、6000kVar(单台电容
器额定电压8.4kV,能在1.36倍的工频额定电压下连续运行),电容器支路在额
定电压27.5kV时有效补偿容量为4567kVar、4567kVar,线路空载时段系统电压
升高到29kV时有效补偿容量为5080kVar、5080kVar。

磁控电抗器容量:根据电容器支路在不同时段输出容量的变化、电缆及接触
网容性充电功率向系统倒送无功,分别配置磁控电抗器,和电容器支路配合使用,可以实现每套装置连续动态可调。

3.1.3电容补偿支路设计:
根据机车特性,采用单调谐滤波器,电抗率设计为12%。

3.1.4结果分析
动补装置投入运行后,系统电压在26.4kV-28.8kV;动补装置控制点
(27.5kV侧)功率因数大于0.95,3次、5次、7次谐波电流95%的概率值分别为21.65A、18.46A、9.864A。

3.2案例二
3.2.1高压侧补偿
该高速铁路有两座110/20kV的电力配电所,在这两座电力配电室中无功补
偿方案是在20kV母线设置静止型动态无功补偿装置来进行无功补偿。

3.2.2低压侧补偿
该高速铁路沿线车站20/0.4kV综合变电所低压侧采用低压动态无功有源滤
波综合补偿装置进行补偿。

该补偿装置通过一个有源滤波器滤除谐波,另一方面,
有源滤波器的容量可以在SVG工作模型,代替普通的最小步长电容补偿装置,由于SVG连续输出的无功功率与TSC晶闸管开关电容可以消除输出水平原(间歇误差补偿),快速连续输出的能力,提高补偿精度,所以在这方面的能力足够的情况下可实现高功率因数且可以过滤谐波。

该高速铁路电力供电系统所设计的低压动态无功补偿装置主要含有自动调节的电流需求回路及反馈电流(正负的补偿电流)回路两大部分。

自动调节的电流需求回路随时跟踪负载电流变化,形成指令,并转换为数字信号,发送至DSP,进行处理后,第一步分离谐波及基波,从而反馈补偿需求电流;同时接收来自主控制器的无功补偿指令,指令反馈形成信号电流后,通过控制、驱动电路,以PWM信号向反馈电流发生回路发出驱动脉冲信号,通过IGBT或IPM模块,生成补偿电流,反馈至电网,进行无功补偿并主动滤除干扰谐波。

3.2.3无功补偿方案对比
该高速铁路20kV电力供电系统无功补偿方案采用的是变配电所高压侧采用SVG进行补充高压补偿,在沿线车站综合变电所低压侧采用低压动态无功有源滤波综合补偿装置进行低压补充的方案。

4结束语
随着不断地发展,无功补偿技术会越来越多,我们要将新无功补偿技术应用于高速铁路电力配电所,以弥补以上几种无功补偿方案的不足。

参考文献:
[1]《低压有源电力滤波器技术规范》DL/T 1796-2017。

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