牵引变电所动态无功补偿方式研究
电气化铁路牵引供电系统无功补偿方案分析

这 种 补偿 方 式 是 在 利 用 真 空 断路 器 分 组 投 切 电容 器 的基 础 上发 展而 来 的,但其 功能 却大 大优 于
利用真空断路器投切电容器 。这种补偿方式的原理
是 ,根 据一 定 的寻优 模 式 ,在 牵 引母线 上设 计 多组 电容 器支 路 ,这些支 路 由晶闸管 来控制 ,分 级 改变
电 力机 车 是 无 功 电流 源 , 同 时 也 是 谐 波 电流
源 。因此 ,可 以从源 头上 进行 无功 补偿 ,以提 高功
偿方法的优点是结构简单、投资少,可以在一定程 度 上解 决牵 引 负荷过 补偿 和 欠补偿 的 问题 。这 种补
偿 方法 需要 对 补偿 电容进 行 频 繁 切 除 时 就 会 产 生 问题 ,即在 投切 过程 中会 有 一个暂 态 过程 ,产 生过
行 。 目前 这种 补偿 方式 已经 逐渐 被淘 汰 。
图 2 真 空 断 路 器 投切 电容 器组
() 闸管投 切 电容器 T C 3晶 S
是 目前 电气化铁路无功补偿的主流。借鉴电力系统 无 功补 偿 的经 验 , 目前 国 内外 电气 化铁 路无 功补 偿
方 案 共有 以下 几种 。
An l sso t a e y a o tVa m p n a i n f rTr c i n Po r a y i fS r t g b u rCo e s t o a to we o
S p l y tm so e ti e i y u p yS se fElcrf d Ra l i wa
d fe e t s h me c n e e wi e b v we e c mp e t n o e .Ad a t g s n i r n c e s o c r d n h h t t a o e r o a d wi o e a t r r h n h v n a e a d d s d a t g so e we e s mm a ie , n l d n p l a o c a i n a d a p ia i n r q i me t . ia v n a e ft m r u h rz d i c u i g a p i t n o c so p l t e u r ci n c o e ns S v r o sr c v u g s o sa ep o o e o i h s e d ee t fe al y c n tu t n e e a c n t t es g e t n r r p s d f r g —p e l c r d r wa o sr c o . l ui i h i i i i
基于同步电动机的牵引网动态无功补偿方法

补偿机对牵引网实施 动态无功 补偿 , 自动跟踪系统改善负荷功率 因数 的方 法 , 并针 对 10 V 2 .k 1k / 75 V牵 引变 电所 A T 供电系统原 理进行仿 真, 验证了该方法的可行性与优越性。 关键词 : 无功补偿 ; 同步补偿机 ; 励磁控制 ; 仿真
同步补偿机 , 从电网中吸取超前无功功率 , 从而改善
电 网的功率 因数 。
1 1 同步补 偿机补 偿原 理 .
同步补 偿 机 是空 载 运行 的 同步 电动 机 , 优 良 有
图 I 励磁装置示意
第 l 期 1
13 励 磁调 节器 的设 计 .
王砚 帛等 : 基于同步 电动机的牵引网动态无功补偿方法
型 曲线 , : 得 Io0=常数 cs 式 中 : _ 电机 定子 边 的有 功 电流 ; 卜 功率 因数 角 。
决定补 偿装 置容 量 , 成供 电臂 负 荷 与 电容 补 偿 容 造
量不 匹配 , 不 到 良好 的补 偿 效 果 … 。在 无 功 “ 达 反 送 正计 ” 的计 量 方 式 下 , 均 功 率 因数 通 常不 能 满 平
足供 电部 门 09的 要求 而遭 受 经 济损 失 j . 。因此 , 无 功补 偿技术 直接关 系到运输 生产 的经 济效益 。传
统 的补偿方 式瞬 时性差 , 随效果 不佳 , 以达到 良 跟 难
因此 , 过 调 节 励 磁 电流 , 变 定 子 边 有 功 电 通 改 流, 就能 改变输 出无 功 的大小 。
动态无功补偿原理

动态无功补偿原理动态无功补偿原理是指根据电力系统运行中发生的无功功率变化,通过控制补偿装置来实现对系统的无功功率进行补偿,以提高电力系统的功率因数和电压质量,保证电网的稳定运行。
动态无功补偿主要用于大规模的电力系统,如电网、变电站等,通过补偿装置对电力系统中的无功功率进行动态调整,以满足电力负荷需求和优化系统运行。
动态无功补偿原理主要包括无功功率的计算和补偿器件的控制。
在电力系统中,无功功率是指由电感元件和电容元件产生的功率,它与电流的相位有关。
无功功率分为感性无功功率和容性无功功率,感性无功功率是由电感元件产生的,而容性无功功率是由电容元件产生的。
无功功率的计算是通过测量电压和电流来进行的。
当电流滞后于电压时,表示系统产生了感性无功功率;而当电流超前于电压时,表示系统产生了容性无功功率。
通过测量电流和电压的相位差,可以计算出无功功率的大小。
而补偿器件的控制是指根据无功功率的计算结果,对补偿装置进行控制,调整其容性或感性的阻抗来实现无功功率的补偿。
补偿装置主要包括静态无功补偿器和动态无功补偿器两种。
静态无功补偿器主要是通过电容器和电感器来实现无功功率的补偿,可以通过开关、电容器、感应器等元件进行调整。
而动态无功补偿器主要是通过控制电力电子元件来实现无功功率的补偿,可以根据系统需求进行动态调整。
动态无功补偿器的主要控制策略包括电流控制和电压控制两种。
电流控制是指通过监测电流,根据设定的无功功率值,调整补偿器的容性或感性来实现无功功率的补偿。
电压控制是指通过监测电压,根据设定的电压值,调整补偿器的容性或感性来实现系统电压的调整。
动态无功补偿原理的具体实施过程可以分为以下几步:首先,通过电流和电压测量装置对电力系统中的电流和电压进行实时监测。
然后,通过数据处理系统对监测到的电流和电压进行分析和计算,得到系统中的感性无功功率和容性无功功率。
接下来,根据系统的负荷需求和运行要求,设定无功功率的补偿目标。
然后,通过控制装置对补偿装置进行控制,调整其容性或感性的阻抗,以实现所需的无功功率补偿。
动态无功补偿装置在变电站的应用分析

动态无功补偿装置在变电站的应用分析摘要:随着我国经济的快速发展,对于电力和电网的要求也逐渐提高,电力系统的用电负荷存在着大量的无功功率频繁变化,一般来说,电网特别是受端电网,缺乏无功电压的支撑,就会产生巨大的电压波动,严重时甚至会引发电网的大面积崩溃,影响企业和居民的日常用电。
因此,随着市政建设的发展和用电量的增加,对系统电压稳定性提出了更高的要求。
在变电站的实际应用中,要求使用具有较高精密度的仪器设备,来进行对无功功率的动态补偿。
关键词:动态无功补偿装置;变电站;应用分析;前言动态无功补偿装置在变电站中得到了广泛的应用,其性能运行方式和控制策略,目前已经成为电网调度自动化过程中一个重要的研究课题。
在电力系统冲击性负荷较大的情况下,使用动态无功补偿装置,可以瞬间快速地改变无功功率,对于变电站的电压稳定和提高电网电压合格率,起到了很好的实际效果。
一、动态无功补偿装置的性能管理和原理分析动态无功补偿装置的原理,一般来说是通过关断大功率的电子器件来完成对电压的稳步控制的。
电抗器并联在电网之上,只有对其进行有效的调节,将桥式电路交流输出电压的幅值和相位进行控制,才有可能使该电路吸收,或者满足要求的无功电流。
一般来说,装置以三相大功率的电压逆变器为核心,输出电压是通过与电抗器相互连接最终进入主系统,与主系统的连接必须要保持同频、同相,通过调节电压幅值和电压输出的性质来控制电压的稳定性。
在变电站的实际应用过程中,无功补偿分为动态和静态两种方式。
静态无功补偿是根据负载的实际情况,安装固定容量的补偿电容或补偿电感,静态无功补偿是以往常用的一种补偿方式。
而动态无功补偿则具有更加快速性和实时监测性两种特征,所谓的快速型是指动态无功补偿的补偿速度非常快,可以在几秒钟之内进行快速的反馈,而实时性则是指变电站的用电负荷不可能是一成不变的,而是在动态变化的一个过程。
运用动态无功补偿装置,就可以快速地监测变电站的负载情况。
但是动态无功补偿并不是必须要同时满足快速性和实时性两个基本特征,有的情况下无功补偿装置的改变只是固定的,这个时候只用速度快的无功补偿装置,也可以做到动态无功补偿。
牵引变电所无功谐波综合补偿方案探讨

我 国电气化 铁路 由于大 量使用 交一 直 型 电力 机 车 ,负 荷
功率 因数低 、谐波含量高的问题非常突出。目前解决的常用
方 法是 在牵 引变 电所 2.( 5)v 侧 安 装并 联 电容无 功补偿 7 5 k 5 装置 并兼 滤3 次谐 波 。 这种 不 可调 的 固定 补偿 设 备 , 具有 功率 损耗 小 , 安装 简单 、 护 方便等 特 点 , 改善效 果并 不理 想 , 维 但 仍存 在 以下 问题” :由于 电力牵 引负荷 变 化剧 烈 ,无功 功率 和电 流随机波 动 ,不 可调补 偿装 置 的跟 随效果 不佳 ,在 运量
的要求已由过去的0 5提高到0 , . 8 . 并执行 “ 9 反送正计”,即
过 补偿视 为欠 补偿 , 已 经使得 部分 牵 引变 电所 遭受 了每年 这
近百万元甚至更高额的罚款 。由于我国在若干年内仍将大量
的使用 交一直 型 电力机 车 ,为适 应形 势 的需 要 ,必须对 电气 化 铁道 的无 功 、谐 波 污染进 行综 合 治理 。
图1 T C 相 电路 图 S单 图2 F + C  ̄ 偿装置 结构 C TR I , 21 固定 滤波 器 + 闸管调节 电抗 器方 案(C T R .2 . 晶 F+C)
该方案由F 、 C 两部分组成,如图2 C TR 所示。其中T R C 由 控制器、晶闸管功率阀组 、 补偿电抗器组成, 它通过控制晶闸
这 也 是一种 常见 的动 态无 功补 偿方 案 ,适应 无功 冲击 大 ,
负 荷变 化快 ,是治 理 系统 电压波 动和 滤除 指定谐 波 的有 效措 施 ,但 投资较 高 。 21 C -T C 式 .3 R4 S 方 -T -
牵引 变电 所无功谐 波 综合 补 偿 方案 探 讨
《电气化铁道动态无功补偿的研究》范文

《电气化铁道动态无功补偿的研究》篇一一、引言随着电气化铁道的高速发展,动态无功补偿技术在电力系统中显得尤为重要。
电气化铁道由于其特殊性,如大功率、高速度和连续运行等特点,使得对供电系统的稳定性和效率要求极高。
而动态无功补偿技术可以有效解决供电系统中的电压波动、谐波干扰和功率因数下降等问题,从而提升电力系统的稳定性、可靠性以及供电质量。
因此,本文旨在深入探讨电气化铁道动态无功补偿技术的研究现状、原理、应用及发展趋势。
二、动态无功补偿技术概述动态无功补偿技术是一种先进的电力电子技术,通过在供电系统中注入适量的无功电流,以改善系统功率因数,提高系统电压稳定性,降低谐波干扰。
在电气化铁道中,由于电力机车等设备的使用,会产生大量的无功功率和谐波,导致供电系统电压波动、功率因数下降等问题。
因此,动态无功补偿技术在电气化铁道中具有广泛的应用前景。
三、动态无功补偿原理及技术动态无功补偿技术主要基于电力电子技术和自动控制技术。
其基本原理是通过检测供电系统的电压和电流信号,计算出需要补偿的无功功率和谐波成分,然后通过电力电子装置产生相应的无功电流和谐波电流,注入到供电系统中,以实现无功功率的动态补偿和谐波的抑制。
目前,常用的动态无功补偿技术包括静止无功补偿器(SVC)、有源滤波器(APF)和统一电能质量调节器(UPQC)等。
这些技术各有优缺点,适用于不同的电气化铁道供电系统。
四、电气化铁道动态无功补偿的应用在电气化铁道中,动态无功补偿技术的应用可以有效提高供电系统的稳定性和可靠性。
例如,在高速铁路中,通过安装动态无功补偿装置,可以有效地抑制电压波动和谐波干扰,提高功率因数,从而保证列车的安全、稳定运行。
此外,动态无功补偿技术还可以用于优化电气化铁道的电能质量,降低能耗,提高经济效益。
五、发展趋势与挑战随着电力电子技术和自动控制技术的不断发展,电气化铁道动态无功补偿技术将朝着更高效、更智能、更环保的方向发展。
例如,利用先进的控制算法和优化技术,提高动态无功补偿装置的响应速度和补偿精度;通过智能化管理,实现供电系统的优化调度和能源的高效利用;采用绿色环保的电力电子器件和材料,降低装置的能耗和环境污染等。
电力系统中的无功功率补偿技术研究

电力系统中的无功功率补偿技术研究一、引言随着工业化进程的加速和人们生活水平的提高,电力系统的需求也日益增加。
而电力系统的正常运行需要电流、电压和功率三者之间的平衡。
然而,电力系统中无功功率的存在不利于系统的稳定运行和电能的有效利用,因此无功功率补偿技术是电力系统中的一项重要技术。
二、无功功率的定义及其对电力系统的影响无功功率指的是电路中存储和释放能量的能力,其不会直接产生功率输出,因此它对电力系统的负载能力及电能效率有相当大的影响。
例如,高无功功率会导致电压不稳定、损耗和暂态电压波动,降低了电网的稳定性和可靠性。
而低无功功率则会导致电网损耗过大、电能质量下降、无法满足用户的需求等问题。
三、无功功率补偿技术简述无论是工业生产还是民用电力系统中,无功功率都是必不可少的。
为了尽可能地避免无功功率所带来的不利影响,人们研发了无功功率补偿技术。
它主要通过多种方式补偿电路的无功功率,以达到提高电能利用率和提高电压稳定的目的。
无功功率补偿技术通常可分为静态无功功率补偿技术和动态无功功率补偿技术两大类。
1. 静态无功功率补偿技术静态无功功率补偿技术的主要工作原理是通过连接静态无功补偿装置来消除或减少电线路中的无功功率,从而减轻电缆线路的负荷并减少电网的损耗。
常用的静态无功补偿装置有电容器和电抗器。
电容器主要用于补偿电路中的感性负载,例如3相感性负载、非线性负载、不平衡负载和谐波负载等,直接将无功功率由电容器吸收。
这种技术简单、可靠性较高,且能节约一定的电能。
电抗器则是根据系统电压、电流及火力发电机的容量来补偿电路中的电感性元件。
它的用途是通过提供电感性负载来吸收电路中的多余电流,从而达到减少无功功率的目的。
2. 动态无功功率补偿技术相较于静态无功功率补偿技术,动态无功功率补偿技术在负荷不断变化时更加适用。
它是建立在灵活的开关技术和电子技术的基础上,可以精确地根据负荷的变化实时调节无功功率。
动态无功功率补偿技术常用的装置有可控电抗器、静态同步补偿器、直流谐波滤波器、无刷发电机等。
无功补偿技术在电气自动化中的应用及其研究

无功补偿技术在电气自动化中的应用及其研究随着电气自动化技术的不断发展,无功补偿技术在电气自动化领域中的应用越来越广泛。
无功补偿技术是指在电力系统中根据需要调节电压和无功功率的技术,它可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性,降低能耗和成本,保障电力设备的安全运行。
本文将从无功补偿技术的基本原理、在电气自动化中的应用和研究现状等方面展开讨论。
一、无功补偿技术的基本原理无功补偿技术是在电力系统中根据需要通过投入或吸收无功功率,来保持电压的稳定,改善电力系统的功率因数,提高电力系统的负载能力和供电质量。
在电气自动化系统中,无功补偿技术主要通过无功补偿装置来实现,无功补偿装置包括静态无功补偿装置和动态无功补偿装置两种类型。
动态无功补偿装置主要包括STATCOM(Static Synchronous Compensator)和SVC(Static Var Compensator)等,它们通过控制功率电子开关器件来实现对无功功率的调节。
动态无功补偿装置具有响应速度快、调节精度高、适应性强等特点,可以更好地满足电气自动化系统对无功功率的要求。
1. 电网配电系统中的无功补偿在电力系统中,由于电源容量和负载需求的不匹配,往往会导致电网中出现大量的无功功率,这会影响电网的稳定和可靠。
在电气自动化系统中,无功补偿技术被广泛应用于电网配电系统中,通过无功补偿装置对电网中的无功功率进行调节,可以有效地提高电网的稳定性和可靠性。
2. 工业生产中的无功补偿3. 高铁、地铁等轨道交通系统中的无功补偿在高铁、地铁等轨道交通系统中,由于其设备的特殊性,往往会产生大量的无功功率。
无功功率的存在会影响轨道交通系统的供电质量和稳定性,因此需要通过无功补偿技术对轨道交通系统中的无功功率进行调节,以保证其安全稳定运行。
目前,国内外对无功补偿技术在电气自动化中的研究主要集中在以下几个方面:1. 无功补偿控制策略研究无功补偿技术的控制策略是保证电气自动化系统中无功补偿效果的关键。
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支路 ( C 和可 调 电抗 支 路 ( L 用 于 调 节无 功 , T) T) 由
变 电所 无 功负 荷状 况 决 定采 用 T C或 T L或两 者 同
时采用 。对于谐 波不是 非常严重而 以提高功率 因数 为主 的变 电所 , 可 以在此 方案基础上进一 步简化 , 还
电力牵 引负荷 波 动 范 围很 大 , 般 机 车 电 流很 一
( L 调压 。 T) ( ) 源补偿 器 。 7有
难保持 3 s 0 平稳 不 变 , 时 还 会 在更 短 的 时 问发 生 有 更 突然 的变化 , 得 日平 均 负荷 与最 大 负荷 相 差 很 使
大 。同时 , 现在 国 内普遍 采用 交 一直 型机车 , 这使 牵
似负 荷 , 无功补偿度 最大只 能达 到 05, 时 空载概 . 此 率为 0 空 载 概率 在 2% 左 右 时 , 功 补偿 度约 为 ; 5 无
02 ; .2 空载概 率 大 于 3 . % 时 , 功 补 偿 度 已小 于 75 无 0 0 , 时补偿效果 已相 当的不 明显 , .8 这 当空 载概率 等
() 6 固定滤 波 器 ( C F )+电容 器 ( C T )+电抗 器
载概 率约为 3 .% , 过 近似 计算 和反 复 比较 可 知 44 通 a相最 佳 固定 补 偿容 量为 6 ka, 5 vrb相最佳 固定 补偿
容 量为 l0 k a, O 0 vr补偿 效果见 表 1 。
表 1 固定 补 偿 效 果
第2 6卷
第 5期
甘肃科 技
Ga s c e c n c n lg n u S in e a d Te h o o )
l2 f 6 l
1ar i .
舶 . 5
201 O
21 0 0年 3月
牵 引 变 电所 动 态 无 功 补 偿 方 式 研 究
刘 刚
( 中铁第一勘察设计 院电化处 , 陕西 西 安 7 04 ) 10 3 摘 要 : 国对功率因数低于 0 9 我 .0的 电力用户进 行罚款 , 对此 , 电气化铁路经济有效的方式是采用并联补偿 , 而对于
算 出负荷各 点 的无功 功率并将 之排列 , 图 1所示 。 如
l 补 偿 方 案
近 几年 , 合 国外 的先 进技 术 , 国电气化 铁道 结 我 牵引变 电所无 功补偿 与谐 波综合 治 理提 出 了多 种补
偿 方案 , 无论 哪种方案 , 是力求 基 波下补 偿牵 引负 都 荷 的感性无 功 功率 , 高 功率 因数 , 低 负序 , 构 提 降 并
电力部门采用 的反送正计 的计量 方式 , 固定无功补偿 方式 已经 满足不 了要 求 , 需采用 动态补偿方案 , 而动态补 偿方
案 的 确 定 需根 据 牵 引负 荷 的 特 点 来 最 终 确 定 。
关键词 : 牵引变电所 ; 功率 因数 ; 动态无 功补偿
中图分类号:235 U 2 . +3
2 1 固定补 偿方 案 . 对 于固定 并联 补 偿 在 “ 送 正 计 ” 返 的计 量 方 式
下存 在一 个最佳 容 量 配 置点 , 可使 固定 补偿 达 到 最
佳状 态 。对 于 某 一 确定 的负 荷过 程 曲线 , 返 送 正 “
计 ” 固定 补偿 最佳 容 量配 置点 完 全可 以通 过计 算 时 机编程 得 到 该 变 电所 的 实 际测 试 数 据 , 以计 5 可
补偿前功率 因数
a 相
0. 8 7 7 7
补偿后功率因数
a 相
0 79 .8 0
b相
0 7 6 .8 2
b相
0 82 . 12
5 2
甘
肃
科
技
第2 6卷
由表 1 以得 出 固定补 偿效 果 不是 很 明显 , 可 不 能满足要功 率 因数提 高 到 0 9的要 求 , 须 进行 可 . 必
用的方法 。
2 牵 引变 电所 补 偿方 案 分 析
现 以某 牵 引变 电所 实际参 数和实 测数据 为基础 进 行补 偿 方 案 效 果 仿 真 , 变 电所 其 进 线 电 压 为 该 10 V, 引变 压器采 用 阻抗 匹配 平 衡变 压器 , 量 1k 牵 容
为 1 MV 6 A。
引负荷具 有 功 率 因数 低 和谐 波 含 量 大 的特 点 。 因 此, 功率 因数低 、 谐波含 量大 和通过 牵 引变 电所 向电 力 系统注入 波动 的负序 电 流成为 电力 牵引 自身具有 的三 大问题 , 不仅 使牵 引供 电系统 的技 术指标 变坏 , 还使 电力 系统 的电能质量 受 到损 害 。 为 提 高 电力 系统 的容 量 利 用 率 和供 电质 量 , 我 国对各 级 电网及 各类 电力 用户 功率 因数有 着 明确 的 规定 , 采用经 济手段 进行 管理 , 大宗工 业用户 经 并 将 济功率 因数定 为 0 9 , . 0 高于 0 9 .0奖励 , 低于 0 9 .0惩 罚 。提 高 电网与负 荷功 率 因数 最 实用 、 最经 济 的方 法 是采用 并联 电容 补偿 , 也 是 电气 化 铁道 广 泛使 这
a相 无 功 功 率 排 列 b相无 功 功 率 排 U
成 有效 的滤波通 路 , 除 ( 抵 消 ) 滤 或 指定 谐 波 。主 要
方案 有 :
图 1 负 荷 无 功功 率 曲线
由图 l 可知 a相 空 载概 率 约 为 4 . % , 空 5 8 b相
() 1 安装固定电容器和电抗器组成 单调谐滤波器。 () 2 分组 或真空 断路 器投 切 电容器 。 () 3 固定 滤波器 +晶 闸 管调 节 电抗器 ( C 或 T R) 固定滤 波器 +晶 闸管 调节 变压 器 ( C ) TT 。 () 4 晶闸管 投切 电容器 ( S ) TC 。 () 5 固定滤 波器 +可控 饱 和电抗 器 。