隨著國(guó)家鐵道部對(duì)鐵路基礎(chǔ)建設(shè)資金投資力度不斷加大，電氣化鐵路的建設(shè)也不迅速增加，鐵路機(jī)車負(fù)荷用電量逐漸在增大。牽引變電站在實(shí)際運(yùn)行中，無功功率不足、電壓波動(dòng)大和功率因數(shù)過低的問題也就日益突出，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這不能僅僅依靠發(fā)電機(jī)通過降低力率來提高自身的無功出力，必須在牽引變電站實(shí)施就地補(bǔ)償，減少無功功率在電網(wǎng)中的的流動(dòng)。

目前在牽引變電站中的無功補(bǔ)償主要采用固定補(bǔ)償?shù)氖侄?。?guó)家施行“反送正計(jì)”的政策以后，固定補(bǔ)償方式不但不能提高牽引變電站的功率因數(shù)，反而降低功率因數(shù)，所以電容器固定補(bǔ)償已經(jīng)無法在鐵路上使用。

針對(duì)以上問題，我公司研發(fā)創(chuàng)新了一項(xiàng)專門適合電氣化鐵路牽引變電站無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，該裝置已獲得了兩項(xiàng)國(guó)家專利，一次系統(tǒng)專利號(hào)為200920151715.1控制系統(tǒng)的專利號(hào)為200920151716.6，目前已經(jīng)在鐵路牽引變電站上得到了廣泛應(yīng)用，并得到了用戶的一致好評(píng)。

適用范圍

本產(chǎn)品主要適用于鐵路新建或改造的牽引變電站，對(duì)于補(bǔ)償裝置需要改造的牽引變電站，本產(chǎn)品安裝在原有固定補(bǔ)償裝置前端；對(duì)于新建變電站，本產(chǎn)品并聯(lián)安裝在牽引變電站的供電臂上。

工作原理

裝置并聯(lián)安裝于鐵路牽引變電站27.5kV母線上，根據(jù)機(jī)車負(fù)荷的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出容性無功，抵消機(jī)車運(yùn)行所需的感性無功，快速平衡無功功率，使?fàn)恳冸娬镜墓β室驍?shù)滿足系統(tǒng)要求，無功控制器經(jīng)過檢測(cè)系統(tǒng)的PT、CT變成二次模擬量信號(hào)，經(jīng)過采樣信號(hào)分析綜合運(yùn)算發(fā)出指令給分接開關(guān)控制器，分接開關(guān)控制器再控制調(diào)壓器升降檔，改變調(diào)壓器的輸出電壓（即靜止電容器的運(yùn)行電壓），靜止電容器的出力與其運(yùn)行電壓的平方成正比，隨其運(yùn)行電壓的變化而改變自身的出力。
                    
裝置的構(gòu)成

鐵路牽引變電站無功補(bǔ)償裝置主要由電壓調(diào)節(jié)器、靜止電容器、串聯(lián)電抗器、放電線圈、無功控制器等組成。

1．調(diào)壓器

調(diào)壓器的主要作用是調(diào)節(jié)電容器端電壓以改變電容器無功出力，滿足系統(tǒng)要求。

技術(shù)參數(shù)
●額定電壓： 27.5 kV
●額定容量：≤12000kVA
●輸出電壓：（40～100）％×額定電壓
●調(diào)壓方式：有載調(diào)壓
●損耗：≤0.15%×電容器容量
●冷卻方式：油浸自冷                            
●相數(shù)：?jiǎn)蜗?br /> ●響應(yīng)時(shí)間：≤5S

2．靜止電容器：大部分采用優(yōu)質(zhì)分散式并聯(lián)電容器，結(jié)合實(shí)際情況用戶也可自行訂購(gòu)。

3．串聯(lián)電抗器：干式空芯電抗器，電抗率視牽引變電站諧波情況而定。

4．放電線圈：放電時(shí)間小于5秒，放電容量滿足電容器放電要求，放電線圈帶有二次線圈，提供電容器差壓保護(hù)信號(hào)。

5．無功控制器（MCRP）也獲國(guó)家實(shí)用新型專利：200920151716.6根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，發(fā)出指令進(jìn)行電壓及無功調(diào)節(jié)，并具有顯示和通迅功能（見下圖）。


采樣交流電流 5A/1A    額定頻率 50Hz
額定電源電壓 交直流220V、110V  直流回路額定功耗 20W
交流回路額定功耗： 0.5VA/相 交流電流回路過載能力 1.5In正常工作
交流電壓回路過載能力 1.2Un正常工作

裝置優(yōu)點(diǎn)

（1）與SVC技術(shù)比較，本裝置占地面積很小，可靠性高，由于電容器組串有電抗器，所以在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，還可以濾除系統(tǒng)諧波。損耗小，而且損耗大小和無功輸出容量大小成正比。而傳統(tǒng)的SVC的補(bǔ)償方式是損耗大小和無功輸出容量大小成反比，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，本裝置的損耗是SVC的1/7，起到了非常理想的節(jié)能效果。

（2）與分組投切技術(shù)比較，本裝置只需一臺(tái)出線斷路器，而分組投切分幾組就需要幾臺(tái)出線斷路器；而且靠斷路器投切電容器，涌流和操作過電壓是無法避免的，而本裝置通過有載分接開關(guān)調(diào)壓改變電容器輸出容量，切換過程有過渡電阻，無涌流，無操作過電壓，大大提高了電容器組的使用壽命。

（3）對(duì)于牽引變電站原有固定補(bǔ)償?shù)母脑旃こ虂碚f，其它的無功補(bǔ)償方式都必須把原來的固定補(bǔ)償電容器、串聯(lián)電抗器、斷路器、隔離開關(guān)、避雷器等所有設(shè)備全部拆除，全部更換成新設(shè)備。而本實(shí)用新型，原有所有設(shè)備全部可以利用，節(jié)約了設(shè)備資源。

控制系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)

1．自動(dòng)控制功能    2．手動(dòng)調(diào)壓和自動(dòng)調(diào)壓功      3．能事件記錄 
4．顯示功能        5．現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置功            6．通信接口（232、485，以太網(wǎng)，CAN）
7．完善的保護(hù)、故障診斷和閉鎖功能               8．非電量信號(hào)采集及保護(hù)
9．三相交流電壓、電流采樣同步，采樣精度高，抑制高次諧波。
10．8寸彩色液晶觸摸屏實(shí)現(xiàn)控制器的人機(jī)界面，色彩清晰美觀，界面友好、直觀，操作簡(jiǎn)單方便。