[实用新型]电气化铁道微机控制调压式无功自动补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于电力系统领域的无功补偿装置，具体涉及一种电气化铁道微机控制调压式无功自动补偿装置。

背景技术

近年来，由于铁路列车的提速，车流密度和载重量增加，使牵引负荷不断增大，在十几秒内就有几千KW的能量变化。目前大部分牵引变电所均加装了固定并联电容补偿装置，所以输出无功是一常量，无法对牵引负荷进行动态补偿，在无牵引负荷时易形成过补偿，有牵引负荷时欠补偿，使得牵引变电所功率因数降低。如何对牵引变电所无功进行有效补偿以提高功率因数，是电气化铁道需要解决的问题。目前，虽然国内外有不同方式的动态补偿装置，但都存在不同程度的问题。比如中国专利CN2533603Y公布了一种电力滤波即动态无功补偿装置，该装置有电流互感器、电压互感器、控制器、滤波器、晶闸管投切电抗器组和减压变压器构成，这种可控硅补偿方式虽然能一定程度上实现无功补偿，但在调节无功补偿容量时投切过零准确性和晶闸管温升问题不容易解决且容易产生谐波，加重电网谐波污染。另外目前市场上也有其他无功补偿方法，但均有响应速度慢、安全系数低、调节范围小等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种响应速度快、安全系数高、节能节电、补偿效果好的电气化铁道微机控制调压式无功自动补偿装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的电气化铁道微机控制调压式无功自动补偿装置，包括位于电网电路中的电压互感器和电流互感器，电压互感器采集的电压模拟信号和电流互感器采集的电流模拟信号通过采样电路和A/D转换电路输入无功自动补偿微处理器，微处理器通过通讯接口与上位机控制系统相连，微处理器输出端通过调压器单元与电容器组相连。

所述的电压互感器包括主变电压互感器和电容电压互感器，主变电压互感器采集母线的电压信号，电容电压互感器采集电容器组两端的电压信号，电压信号输送至控制系统采样电路；电流互感器包括主变电流互感器和电容电流互感器，主变电流互感器采集母线的电流信号，电容电流互感器采集电容器组的电流信号，电流信号输送至控制系统采样电路。

所述的调压器驱动单元为有载调压器，由有载分接开关和自耦变压器组成，有载分接开关每档位的切换时间不大于1秒。

本实用新型在电网母线和有载调压器之间设有真空断路器，用于执行故障保护。

主变电压互感器YH采集的电压模拟信号和主变电流互感器LH采集的电流模拟信号输送至无功自动补偿控制柜ZWK，通过采集、模数转换等环节送入无功自动补偿控制柜内的计算机，计算机将采集的电压/电流数字信号经过数据处理后，计算出当前的视在功率、无功功率、有功功率、功率因数、相角、谐波等电参量，与设置的功率因数阈值或无功阈值进行适时比较，输出控制信号，驱动有载调压器TW控制机构，使调压器输出不同档位的电压，从而改变电容器组C的端电压，使之输出不同无功功率，跟踪无功自动补偿，达到适时补偿线路无功功率。

再根据对电容器组端电压、电流信号的采集运算，对电容器组采取过压、过流等各种保护，补偿装置的运行信息、电参数、动作事件等数据保存在存储器内，并可形成数据文件，可查看保存的数据，并生成数据表或曲线。

和现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)功耗小：采用有载调压器调整无功输出，而有载调压器的功耗小于串联可控硅组及并联电抗器的功耗。

(2)安全性高：采用有载调压器避免使用串联可控硅组，提高补偿装置的安全性。多级晶闸管串联使用时，串联的晶闸管导通动作必须一致，稍有不同步现象，就会出现晶闸管击穿。

(3)可靠性高：TTWB型无功补偿装置受温度影响较小，自升温较低，而可控硅组受散热条件限制，温升较大，在高温状态下不能运行。

(4)不产生谐波：采用有载调压器不会对电流波形造成畸变，不会产生谐波，而采用可控硅组时，由于改变可控硅的导通角，会产生谐波，加重电网谐波污染。

(5)智能巡检各主要部件故障检测，智能控制器采用备份形式，主控制器出现故障时，备用控制器立即接替运行，保障补偿装置可靠运行。

(6)补偿电容采用铁路专用的并联电容器，便于维护。

(7)补偿装置安装在两相牵引负荷上，并根据各相牵引负荷自动调整补偿装置，可补偿各相无功负荷。

(8)电容器组都配有铁路专用空芯串联电抗器，电抗率为12.5％，抑制3次以上谐波，削弱对电容器组的危害。