[實用新型]電氣化鐵道微機控制調壓式無功自動補償裝置

有效

• 申請號: 200920257727.2
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN201608534U
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 李喜文;朱煒;慕洪舉;杜永亮;張保明;李保忠
• 申請（專利權）人: 河南華盛鐵路電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J13/00;H02J3/12;H02H7/16;H02H7/04
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 趙磊

技術領域

本實用新型涉及一種應用于電力系統領域的無功補償裝置，具體涉及一種電氣化鐵道微機控制調壓式無功自動補償裝置。

背景技術

近年來，由于鐵路列車的提速，車流密度和載重量增加，使牽引負荷不斷增大，在十幾秒內就有幾千KW的能量變化。目前大部分牽引變電所均加裝了固定并聯電容補償裝置，所以輸出無功是一常量，無法對牽引負荷進行動態補償，在無牽引負荷時易形成過補償，有牽引負荷時欠補償，使得牽引變電所功率因數降低。如何對牽引變電所無功進行有效補償以提高功率因數，是電氣化鐵道需要解決的問題。目前，雖然國內外有不同方式的動態補償裝置，但都存在不同程度的問題。比如中國專利CN2533603Y公布了一種電力濾波即動態無功補償裝置，該裝置有電流互感器、電壓互感器、控制器、濾波器、晶閘管投切電抗器組和減壓變壓器構成，這種可控硅補償方式雖然能一定程度上實現無功補償，但在調節無功補償容量時投切過零準確性和晶閘管溫升問題不容易解決且容易產生諧波，加重電網諧波污染。另外目前市場上也有其他無功補償方法，但均有響應速度慢、安全系數低、調節范圍小等不足。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述缺點，提供一種響應速度快、安全系數高、節能節電、補償效果好的電氣化鐵道微機控制調壓式無功自動補償裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型的電氣化鐵道微機控制調壓式無功自動補償裝置，包括位于電網電路中的電壓互感器和電流互感器，電壓互感器采集的電壓模擬信號和電流互感器采集的電流模擬信號通過采樣電路和A/D轉換電路輸入無功自動補償微處理器，微處理器通過通訊接口與上位機控制系統相連，微處理器輸出端通過調壓器單元與電容器組相連。

所述的電壓互感器包括主變電壓互感器和電容電壓互感器，主變電壓互感器采集母線的電壓信號，電容電壓互感器采集電容器組兩端的電壓信號，電壓信號輸送至控制系統采樣電路；電流互感器包括主變電流互感器和電容電流互感器，主變電流互感器采集母線的電流信號，電容電流互感器采集電容器組的電流信號，電流信號輸送至控制系統采樣電路。

所述的調壓器驅動單元為有載調壓器，由有載分接開關和自耦變壓器組成，有載分接開關每檔位的切換時間不大于1秒。

本實用新型在電網母線和有載調壓器之間設有真空斷路器，用于執行故障保護。

主變電壓互感器YH采集的電壓模擬信號和主變電流互感器LH采集的電流模擬信號輸送至無功自動補償控制柜ZWK，通過采集、模數轉換等環節送入無功自動補償控制柜內的計算機，計算機將采集的電壓/電流數字信號經過數據處理后，計算出當前的視在功率、無功功率、有功功率、功率因數、相角、諧波等電參量，與設置的功率因數閾值或無功閾值進行適時比較，輸出控制信號，驅動有載調壓器TW控制機構，使調壓器輸出不同檔位的電壓，從而改變電容器組C的端電壓，使之輸出不同無功功率，跟蹤無功自動補償，達到適時補償線路無功功率。

再根據對電容器組端電壓、電流信號的采集運算，對電容器組采取過壓、過流等各種保護，補償裝置的運行信息、電參數、動作事件等數據保存在存儲器內，并可形成數據文件，可查看保存的數據，并生成數據表或曲線。

和現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

(1)功耗小：采用有載調壓器調整無功輸出，而有載調壓器的功耗小于串聯可控硅組及并聯電抗器的功耗。

(2)安全性高：采用有載調壓器避免使用串聯可控硅組，提高補償裝置的安全性。多級晶閘管串聯使用時，串聯的晶閘管導通動作必須一致，稍有不同步現象，就會出現晶閘管擊穿。

(3)可靠性高：TTWB型無功補償裝置受溫度影響較小，自升溫較低，而可控硅組受散熱條件限制，溫升較大，在高溫狀態下不能運行。

(4)不產生諧波：采用有載調壓器不會對電流波形造成畸變，不會產生諧波，而采用可控硅組時，由于改變可控硅的導通角，會產生諧波，加重電網諧波污染。

(5)智能巡檢各主要部件故障檢測，智能控制器采用備份形式，主控制器出現故障時，備用控制器立即接替運行，保障補償裝置可靠運行。

(6)補償電容采用鐵路專用的并聯電容器，便于維護。

(7)補償裝置安裝在兩相牽引負荷上，并根據各相牽引負荷自動調整補償裝置，可補償各相無功負荷。

(8)電容器組都配有鐵路專用空芯串聯電抗器，電抗率為12.5％，抑制3次以上諧波，削弱對電容器組的危害。