牵引变电所无功补偿研究
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发角来调节 流过电抗器的感性 电流 ，使其 与并联滤 波器 中多余
的容 性 无 功 补 偿 电流 平 衡 ， 足 功 率 因数 要 求 。优 点 是 固定 滤 波 满
经济的方法是采用并联 电容补偿 ，这也是我 国电力系统和 电气
化 铁 道 广 泛 使 用 的方 法 。
１ 补 偿 方 案
击 ， Ｃ规 定 不 超 过 １ ０ ， ， 之 开 关 寿 命 的 限制 ， 能 频 繁 Ｉ Ｅ ０次 年 加 ０ 不 投 切 ， 而 影 响 动 态 补偿 效 果 。 从
遍采用交一直型机车 ，这使牵引负荷具 有功率因数低 和谐 波含 有大（ 主要是奇次 ） 的特点 。因此 ， 功率因数低 ， 波含量大 和通 谐
器长期投入 ， 需要 的品闸管数量 少 ， 响应速度快 ， 调节性 能好 ； 缺
点 是 Ｔ Ｒ也 产 生谐 波 。 Ｃ
近几年 ， 结合国外的先进技术 ， 我国 电气化铁 道变电所无功
补偿与谐波综合治理提 出 了多种无功 补偿方 案 ， 论哪种方案 ， 无
（ ）固定滤波器 ＋晶闸管调节变压器（ Ｃ ） 用高漏抗变压 ５ ＴＴ。
（ ）固定滤波器 ＋晶闸管调节 电抗器（ Ｃ 。 ４ Ｔ Ｒ） 固定滤波器按
谐 波 要 求 设 计 ， 并 联 晶 闸 管 与电抗 器 串联 ， 过 改 变 品 闸 管 触 反 通
进行管 理。我国将 大宗工业 用户经济功率 因数定为 ０９ ，高 于 ． ０
０ ０ 励 ， 于 ０９ 罚 。提 高 电 网 与负 荷 功 率 因 数最 实 用 、 ． 奖 ９ 低 ． Ｏ惩 最
均 负 荷 与最 大 （ １ ｉ ） 如 ０ｍｎ内 负荷 相差 很 大 。 时 ， 在 国 内外 普 同 现
关 寿 命 的 限 制 ， 能 频 繁 投 切 ， 不 能 解 决 过 补 和 欠 补 的 问题 ， 不 仍 负序 的 问题 也 无 从 解 决 。
（） ３ 真空断路器投切 电容 器。 最大的优点是简单 、 投资少 ； 缺 点是合闸时 ， 投切滤波支路有一个暂态 过程 ， 产生过 电流和过 会 电压 ， 影响 电容 器及 串联 电抗器 的可靠运行 ； 切除滤波 支路时 ， 触 头上恢 复电压较 高 ， 开关重燃 的可能 ， 有 多次重复击 穿时 ， 电 容器 上产生很 高的过 电压 ， 致使设备 损坏 。对电容 器组 的投切 冲
过 牵 引 变 电 所 向 电力 系 统 注 入 波 动 的 负序 电 流 即 为 电力 牵 引 自 身 具 有 的三 大 技 术 课 题 ，这 不 仅 使 牵 引供 电 系 统 自身 的技 术 指
标变坏 ， 还使电力 系统 的电能质量受到损害 。 为提高电力 系统 的容量利用率和供 电质量 ，各 国对各级 电 网及各类电力用户功率因数有着明确 的规定 ，并采用经济手段
（ ） 装 固定 电 容 器 和 电 抗 器 组 成 单 调 谐 滤 波 器 。在 设 计 １安 时 ， 除指 定 的 谐 波 ， 兼 顾 提 高 功 率 因数 ， 低 负 序 。这 种 方 案 滤 并 降 的 优 点 是结 构 简单 ， 资 少 ， 很 难 适 应 牵 引 负荷 变 化 剧 烈 的特 投 但
摘 要 ： 国对功率 因数低 于 Ｏ９ 我 ． ０的 电力用 户进行 罚款 ， 此 ， 对 经济有效 的方式是采 用并联补
偿， 而对 于 电力 部 门采 用 的 发 送 正 计 的计 量 方 式 ， 固定 无 功补 偿 已经 满足 不 了要 求 ， 采 需
用动态补偿 方案， 而动态补偿 方案的确定需根据 牵引负荷的特点来最终确定。 关键词 ： 无功补偿 ； 牵引负荷 ； 态补偿 动
器 代 替 电抗 器 即得 到这 种 补 偿 方 案 。 由 于 高漏 抗 变 压 器 制 造 麻
都是力求基波下补偿牵引负荷 的感性无 功功率 ， 高功率 因数 ， 提
降低负序 ， 并构成有效的滤波通路 ， 滤除（ 或抵 消 ） 指定谐 波。主
要方案有 ：
烦， 有功损耗大 ， 这种补偿 方案 并没有得 到广泛应用 。
（ ）固定 滤 波器 ＋可控 饱 和 电 抗 器 。调 节 饱 和 电抗 器 磁 饱 ６
和程度来 改变流入 回路 的感性 电流 ， 使其 与并联 滤波 器中多余
的 容 性 无 功 功 率 得 以 平 衡 。 优 点 是 固 定 并 联 滤 波 支 路 长 期 投 入 ， 需 投 切 ， 现 光 滑 可 调 ； 同 Ｔ Ｒ 一 样 要 产 生 谐 波 ， 损 不 实 但 Ｃ 有 耗 ， 声 大。 噪
山西 科技
Ｓ Ａ Ｘ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｈ Ｎ Ｉ ＩＮ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓ
２１年 ０１
第２ ６卷
第２ 期
● 应 用 技 术
牵 引 变 电 所 无 功 补 偿 研 究
张 俊 辉
（ 中铁 建 电气化 局集 团北 方工 程有 限公 司 ， 山西 太原 ，３ ０ ３ ００ ５ ）
中 图分 类 号 ：Ｍ９ ２４ Ｔ ２． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ６ ２ （０ １０ － ０ ７ ０ １０ — ４ ９ ２ １ ）２ ０ ７ — ３
电力牵引负荷波动范 围很 大 ，一般机车 电流很 难保持 ３ ０ｓ 平稳不变 ， 时还会在更短 的时问发 生更突然 的变化 ， 有 使得 日平
点， 对于过补 、 欠补问题无法解决 ， 电力部 门使 用“ 在 返送正计 ”
的无 功 计 量 方 式情 况 下 ， 功率 因数 很 难 满 足 要求 。 （） ２ 分组 投切 电容 器 。 以期 解 决 过 补 、 补 问题 ， 方 案 的优 欠 此 点 是 结 构 简 单 ， 资 少 ， 投 切电 容 器 会 有 ～ 个 暂 态 过 程 ， 能 投 但 可 会 产 生 过 电压 和过 电 流 ， 响 补 偿 装置 的 可 靠 运 行 ， 且 加 上 开 影 而
发角来调节 流过电抗器的感性 电流 ，使其 与并联滤 波器 中多余
的容 性 无 功 补 偿 电流 平 衡 ， 足 功 率 因数 要 求 。优 点 是 固定 滤 波 满
经济的方法是采用并联 电容补偿 ，这也是我 国电力系统和 电气
化 铁 道 广 泛 使 用 的方 法 。
１ 补 偿 方 案
击 ， Ｃ规 定 不 超 过 １ ０ ， ， 之 开 关 寿 命 的 限制 ， 能 频 繁 Ｉ Ｅ ０次 年 加 ０ 不 投 切 ， 而 影 响 动 态 补偿 效 果 。 从
遍采用交一直型机车 ，这使牵引负荷具 有功率因数低 和谐 波含 有大（ 主要是奇次 ） 的特点 。因此 ， 功率因数低 ， 波含量大 和通 谐
器长期投入 ， 需要 的品闸管数量 少 ， 响应速度快 ， 调节性 能好 ； 缺
点 是 Ｔ Ｒ也 产 生谐 波 。 Ｃ
近几年 ， 结合国外的先进技术 ， 我国 电气化铁 道变电所无功
补偿与谐波综合治理提 出 了多种无功 补偿方 案 ， 论哪种方案 ， 无
（ ）固定滤波器 ＋晶闸管调节变压器（ Ｃ ） 用高漏抗变压 ５ ＴＴ。
（ ）固定滤波器 ＋晶闸管调节 电抗器（ Ｃ 。 ４ Ｔ Ｒ） 固定滤波器按
谐 波 要 求 设 计 ， 并 联 晶 闸 管 与电抗 器 串联 ， 过 改 变 品 闸 管 触 反 通
进行管 理。我国将 大宗工业 用户经济功率 因数定为 ０９ ，高 于 ． ０
０ ０ 励 ， 于 ０９ 罚 。提 高 电 网 与负 荷 功 率 因 数最 实 用 、 ． 奖 ９ 低 ． Ｏ惩 最
均 负 荷 与最 大 （ １ ｉ ） 如 ０ｍｎ内 负荷 相差 很 大 。 时 ， 在 国 内外 普 同 现
关 寿 命 的 限 制 ， 能 频 繁 投 切 ， 不 能 解 决 过 补 和 欠 补 的 问题 ， 不 仍 负序 的 问题 也 无 从 解 决 。
（） ３ 真空断路器投切 电容 器。 最大的优点是简单 、 投资少 ； 缺 点是合闸时 ， 投切滤波支路有一个暂态 过程 ， 产生过 电流和过 会 电压 ， 影响 电容 器及 串联 电抗器 的可靠运行 ； 切除滤波 支路时 ， 触 头上恢 复电压较 高 ， 开关重燃 的可能 ， 有 多次重复击 穿时 ， 电 容器 上产生很 高的过 电压 ， 致使设备 损坏 。对电容 器组 的投切 冲
过 牵 引 变 电 所 向 电力 系 统 注 入 波 动 的 负序 电 流 即 为 电力 牵 引 自 身 具 有 的三 大 技 术 课 题 ，这 不 仅 使 牵 引供 电 系 统 自身 的技 术 指
标变坏 ， 还使电力 系统 的电能质量受到损害 。 为提高电力 系统 的容量利用率和供 电质量 ，各 国对各级 电 网及各类电力用户功率因数有着明确 的规定 ，并采用经济手段
（ ） 装 固定 电 容 器 和 电 抗 器 组 成 单 调 谐 滤 波 器 。在 设 计 １安 时 ， 除指 定 的 谐 波 ， 兼 顾 提 高 功 率 因数 ， 低 负 序 。这 种 方 案 滤 并 降 的 优 点 是结 构 简单 ， 资 少 ， 很 难 适 应 牵 引 负荷 变 化 剧 烈 的特 投 但
摘 要 ： 国对功率 因数低 于 Ｏ９ 我 ． ０的 电力用 户进行 罚款 ， 此 ， 对 经济有效 的方式是采 用并联补
偿， 而对 于 电力 部 门采 用 的 发 送 正 计 的计 量 方 式 ， 固定 无 功补 偿 已经 满足 不 了要 求 ， 采 需
用动态补偿 方案， 而动态补偿 方案的确定需根据 牵引负荷的特点来最终确定。 关键词 ： 无功补偿 ； 牵引负荷 ； 态补偿 动
器 代 替 电抗 器 即得 到这 种 补 偿 方 案 。 由 于 高漏 抗 变 压 器 制 造 麻
都是力求基波下补偿牵引负荷 的感性无 功功率 ， 高功率 因数 ， 提
降低负序 ， 并构成有效的滤波通路 ， 滤除（ 或抵 消 ） 指定谐 波。主
要方案有 ：
烦， 有功损耗大 ， 这种补偿 方案 并没有得 到广泛应用 。
（ ）固定 滤 波器 ＋可控 饱 和 电 抗 器 。调 节 饱 和 电抗 器 磁 饱 ６
和程度来 改变流入 回路 的感性 电流 ， 使其 与并联 滤波 器中多余
的 容 性 无 功 功 率 得 以 平 衡 。 优 点 是 固 定 并 联 滤 波 支 路 长 期 投 入 ， 需 投 切 ， 现 光 滑 可 调 ； 同 Ｔ Ｒ 一 样 要 产 生 谐 波 ， 损 不 实 但 Ｃ 有 耗 ， 声 大。 噪
山西 科技
Ｓ Ａ Ｘ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｈ Ｎ Ｉ ＩＮ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓ
２１年 ０１
第２ ６卷
第２ 期
● 应 用 技 术
牵 引 变 电 所 无 功 补 偿 研 究
张 俊 辉
（ 中铁 建 电气化 局集 团北 方工 程有 限公 司 ， 山西 太原 ，３ ０ ３ ００ ５ ）
中 图分 类 号 ：Ｍ９ ２４ Ｔ ２． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ６ ２ （０ １０ － ０ ７ ０ １０ — ４ ９ ２ １ ）２ ０ ７ — ３
电力牵引负荷波动范 围很 大 ，一般机车 电流很 难保持 ３ ０ｓ 平稳不变 ， 时还会在更短 的时问发 生更突然 的变化 ， 有 使得 日平
点， 对于过补 、 欠补问题无法解决 ， 电力部 门使 用“ 在 返送正计 ”
的无 功 计 量 方 式情 况 下 ， 功率 因数 很 难 满 足 要求 。 （） ２ 分组 投切 电容 器 。 以期 解 决 过 补 、 补 问题 ， 方 案 的优 欠 此 点 是 结 构 简 单 ， 资 少 ， 投 切电 容 器 会 有 ～ 个 暂 态 过 程 ， 能 投 但 可 会 产 生 过 电压 和过 电 流 ， 响 补 偿 装置 的 可 靠 运 行 ， 且 加 上 开 影 而