[实用新型]一种铁路配电系统电能质量综合补偿装置

说明书

本实用新型提供了一种铁路配电系统电能质量综合补偿装置，属于电气化铁路配电系统电能质量治理技术领域。降压变压器T的副边具有一组及以上的绕组，每组绕组分别串接电抗器后接入模块化设计的综合补偿器CC1、综合补偿器CC2、综合补偿器CCn的输入端，构成并联型综合补偿系统；数字控制器的输入端分别通过传感器采集配电所内的有载调压器原边电流和三相电网电压以及综合补偿器的输出电流和支撑电容电压；数字控制器输出端输出的开关信号发送至对应的综合补偿器的控制端。依据基频电流检测算法实现正序基波电流、负序基波电流以及正、负序谐波电流的分离；依据基频控制算法和有害电流控制算法实现对正序基频、负序基频和有害电流的控制。

技术领域

本实用新型属于电气化铁路配电系统电能质量治理技术领域。

背景技术

目前，为了保障高速铁路沿线一级负荷和综合负荷的可靠供电，10kV电力贯通线采用了全电缆敷设。与架空线相比，全电缆供电方式具有受自然环境影响小，不占地面空间，供电可靠性高等优点。但是全电缆线路的对地电容电流是架空线路的30～100倍，电容效应会造成线路末端电压抬升、无功返送等电能质量问题；在中性点不接地的情况下若发生单相接地故障，较大的电容电流将导致电弧不能自动熄灭。另外，由于线路上大量电力电子设备等非线性负荷的接入，会产生一定的谐波注入配电系统，造成输电线路上产生谐波压降，增大输电损耗等问题。负荷中还有大量设备是单相负荷，其接入配电网后将会产生负序电流，造成三相电网不平衡，降低电网运行的经济性。

当前针对铁路10kV配电系统电能质量的治理多集中在无功补偿方面，主要有两端集中补偿、分散补偿以及首端集中补偿+沿线分散补偿。两端集中补偿方案中首端集中补偿通常采用动态无功补偿装置，用以调整线路首端的功率因数；末端设置固定补偿，补偿线路容性无功，调整线路末端电压。两端集中补偿设备都安装在首末端的配电所内，设备维护简单，但是无法调控整条线路的电压，调节方式不灵活。分散补偿方案将可投切电抗器分散安装在电力贯通线沿线，可减小电缆电容效应产生的容性电流，降低线路电压抬升，调节方式灵活。但是，该方案装置安装分散，运行维护繁琐。首端集中补偿+沿线分散补偿方案中在首端设置动态无功补偿装置，沿线设置可投切固定电抗器，同时兼顾了首端的容性无功补偿与电路电压调节。但是目前配电所内的动态无功补偿装置采用多个可投切电抗器构成，原理上仍属于固定补偿，只能实现无功的有级补偿，易造成过补偿或欠补偿。并且可投切电抗器只能滤除部分谐波，无法实现谐波的全补偿。另外，其不能补偿单相负荷引起的负序电流。因此，亟需一种电能质量综合治理设备用以解决铁路配电系统中的无功、谐波以及负序问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铁路配电系统电能质量综合补偿装置，它能有效地解决配电所中无功、谐波以及负序电流进行精准地补偿的技术问题。