牵引变电所并联电容补偿装置自动控制投切技术

主要完成单位：中国铁道科学研究院机车车辆研究所

铁道部兰州第一设计院

兰州铁路局机务处

兰州铁路局武威南供电段

起 止 时 间 ：1995年6月～1998年11月

鉴定证书编号：铁道部技鉴字[1999]第030号

本课题研究的目的是根据电气化铁道牵引变电所各供电臂牵引负荷的大小，自动投切分组的并联电容补偿装置，减少无功量，提高牵引变电所的功率因数，降低电力部门对铁路局的罚款，同时减少牵引负荷的谐波分量对电力系统的污染。

目前，在我国现有的牵引变电所中，为提高功率因数和吸收三、五次等谐波，均采用固定参数的电容器C和电抗器L串联支路并接在27.5kV侧的牵引母线上，利用真空开关对其进行手动投切。但因牵引负荷变化较大，时有时无。如在占我国电气化线路近2/3的单线区段，供电臂上的牵引负荷有50%以上的时间为O～50安。在双线区段北京分局的官厅牵引变电所，B相的牵引负荷在O～50安间占55%。由于固定参数的C和L串联支路无法适应变化激烈的牵引负荷对无功量的要求，因此，这种并补装置的存在使牵引变电所的无功有时处于过补，有时处于欠补，降低了整个牵引变电所的功率因数值，达不到电力部门要求的O.9值。为此，仅北京局的一个丰台供电段在1999年的2月就被罚款90万元。因此，必须根据功率因数的需要对并补装置分组，并进行自动投切。

利用真空开关投切并补支路因无法保证在电压过0处或电流过0处进行投切，因此，必然会产生较高的操作过电流和过电压，为此，本课题研究的重点为：

1．研制不同的电算仿真程序，从理论上弄清和分析操作过电压、过电流的发生过程和量值及采取降压、降流措施后的效果。

2．采用必要的措施，减少操作过电压和过电流，防止电容器C、电抗器L和真空开关等元器件的损坏，以适应频繁的自动操作过程。

3．确定较合理的自动投、切判据，减少开关动作次数，延长开关寿命。

4．研制并补支路自动投切控制装置的软件和硬件，依据合理的判据，保证及时投、切分组的并补支路，达到减少无功的目的。

经过几年的研究、试验、分析和试运行，课题提供了下列成果：

1．具有降低操作过电压和过电流设备的并补装置主回路：除基本的电容器C和电抗器L外，另有限流电阻、氧化锌避雷器、干式RC过电流吸收器等元件。

2．由STD和PC工控机组成的自动投切控制装置。

3．自动投切的二次控制保护回路。

4．首次研制成的电气化专用干式RC过电压吸收器及新型的限流电阻。

5．一系列通用电算程序：牵引负荷采样、计算、处理程序；实用自动控制程序；并补装置稳态仿真计算程序及自动投切时的暂态仿真计算程序等。

本课题于1999年6月12日通过铁道部科技教育司组织的部级鉴定，鉴定意见中认为：本装置软、硬件措施均较完善，经济实用，符合我国国情，其技术水平达到国内领先水平。鉴定委员会一致同意通过技术鉴定，可以推广应用。