铁路牵引供电的无功补偿的发展趋势

铁路牵引供电的无功补偿的发展趋势

　电能质量是评价供电系统设计与运行优劣的件能指标，其中，电压是衡量电能质量的一个重要指标，电气化铁路和的牵引机车采用了大功率电力电子装置，属冲击性负荷，启动过程快，从零到额定功率的变化时间极短，并频繁吸收大量的动态无功功率，引起牵引变电所母线电压快速波动，如果采用统计概念，对电源在指定时间内平均电压有效值的最大脉动统计分析，就可以更精确地说明这一点。因此，必须采取无功补偿。
　　1 负荷补偿的目的
　　无功补偿大都采用在电源馈出侧进行负荷补偿，主要目的如下。
　　(1)校正功率因素。
　　(2)改善电压调节。
　　(3)平衡负荷。
　　2 负荷补偿器的技术条件
　　(1)最大连续无功补偿功率(包括产生和吸收的无功功率)。
　　(2)过负荷率和持续时间。
　　(3)额定电压和电压变化的范围：
　　(4)要求的电压调整精度：
　　(5)对某一指定干扰、补偿器的响应时间。
　　(6)补偿器保护设备及与其它保护系统的配合，最好包括与无功功率限值的配合。
　　(7)运行中的补偿器引起的最大谐波畸变。
　　(8)维护、备件、电力系统扩建或改建的可能性。
　　(9)环境因素； 
　　(10)在不平衡电压下和(或)不平衡负荷时的运行性能。
　　(11)电缆敷设要求和布介线图，电缆的引出、封无功补偿应用现状分析
　　电气化铁路由功率因数(1lOkv电源侧)较低的实际出发，以降低无功补偿装置，这些均是不可调的固定补偿设备，它具有功率损耗小，安装简单维护方便等特点。牵引变电所大多采用两臂等容量过补偿，目前现状是大多牵引变电所只在重负荷臂投入一相，改善比并不理想。在电力系统高压变电站，大多采用可调的固定并补设备，但在目前的技术条件下还只能采用有级调节，设备使用寿命短，对短路的稳定性差，切除后有残留电荷，有发生谐振的机会，且采用金属接触器投切，只能进行分级阶梯状调节，并且受机械开关动作的限制，响应速度慢，不能满足对波动频繁的无功负荷进行补偿的要求。由电子元件与储能元件构成的静止无功补偿，如晶闸管可控电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)，(有时也称可控硅可控电抗器和可控硅投切电容器)。其显著特点是在于快速，平滑地调节容性和感性无功功率，实现补偿，但这种静上无功补偿电路都离不开大容量储能元件，且补偿容量分别要按最大补偿容量来选取，由于这些大容量储能元件固有的时滞影响，使它们不能做到瞬时无功控制。另一方面，可控硅控制投切虽然已能相对平滑的快速调节，但这种补偿器的容量明显受到安装点电压变换的制约，它与安装点电压平方成正比，当网压下降时，由于补偿器提供的无功功率反而减少，导致母线电压进一步降低。另外，传统的无功功率的定义和概念，只限于处理系统运行参数是正弦周期的情况，对功率急剧变化所出现的瞬变已不能适应。 来源:http://www.tede.cn
　　随着现代控制与先进控制的完善发展，鲁棒控制、自适应控制、模糊控制、调度控制、智能控制等的应用深入；对功率急剧变化所出现的瞬变无功补偿控制也是这一领域的应用。其基本思路是建立供电系统网络方程，通过对供电系统的网络方程进行比较分析，考察其间的关系，确立一种计算方法，来适应这些瞬变的表示，以期达到对无功的动态补偿控制。我们有理由相信，随着牵引供电理论的不断完善，由动态无功补偿系统替代现有的补偿装置将是发展的必然趋势。