[实用新型]一种电气化铁路可调串联电容补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路牵引供电系统，特别涉及一种电气化铁路可调串联电容补偿装置。 

背景技术

电气化铁路特别是大坡道山区电气化铁路，其加力坡区段大多采用双机牵引，瞬时功率很大，加之普遍使用交-直型机车，功率因数较低，为0.8左右，牵引电流与高速250～300km/h列车基本相当。与高速列车相比，由于功率因数较低，牵引网及变压器上压损严重；山区铁路线路所经地区大多经济不发达，电网较为薄弱，加之水电比例高，如四川电网水电装机容量占全网总装机容量的66.01％，云南电网为65.29％，并且受季节影响很大的径流式电站占相当比例，水电机组在枯水季出力严重下降，致使牵引变电所高压系统侧压损严重，造成牵引供电系统电压水平偏低，机车运行相当困难，甚至出现运缓、坡停、跳闸等情况。为了解决电压水平问题，串联电容补偿装置在电气化铁路特别是山区电气化铁路中得到了较为广泛的应用。但由于个别运行条件较为恶劣的牵引变压电所，为其供电的电力系统最大运行方式和最小运行方式差异较大，考虑设备安全，串联电容的容抗一般按照电力系统最大运行方式情况确定(补偿度一般不超过0.75)，这样，电力系统最小方式运行时，串联电容的补偿度较低，甚至达不到0.4，但恰恰此时，牵引供电系统最需要进行电压深度补偿，为了解决该矛盾，可调串联电容补偿装置成为很好的选择。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电气化铁路可调串联电容补偿装置，该装置能快速、有效地改善牵引供电系统的电压水平，保证机车的高效、稳定运行。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下： 

本实用新型的一种电气化铁路专用可调串联电容补偿装置，其特征是：它包括由晶闸管阀组和第一电抗器串联构成的补偿电抗器支路；由串联电容器构成的补偿电容支路；由第二断路器、放电间隙、电抗器和阻尼电阻构成的放电阻尼支路；由电动隔离开关构成的旁路支路；上述补偿电抗器支路、补偿电容支路、放电阻尼支路和旁路支路并联连接，一端通过第一断路器串联接入27.5kV牵引变电所母线，另一端接入牵引网，构成牵引供电回路。 

本实用新型与现有的固定串联电容补偿装置相比，可调串联电容补偿装置具有如下优点：可以快速、连续地控制输电线的串联补偿度；抑制次同步谐振，在次同步频率下，装置呈现为一个电阻-电感性电抗器，使次同步谐振无法维持而衰减；提高串联电容器的保护水平。当发生故障后电容器上出现较高的过电压时，通过晶闸管动作，可快速旁路串联电容器，保护电容器；降低短路电流。当发生短路时，通过晶闸管动作可以将装置由容性迅速转为感性，从发出信号到晶闸管动作的典型时间小于半个周波(10ms)，从而限制了短路电流。总之，本实用新型结构简单、成本低、实施方便，能够快速、有效地改善牵引供电系统的电压水平，保证电力机车的高效和稳定运行。 

附图说明

本说明书包括如下一幅附图： 

图1是本实用新型一种电气化铁路可调串联电容补偿装置的电路原理示意图； 

图中示出零部件、部位名称及所对应的标记：晶闸管阀组FZ；放电间隙FJ；阻尼电阻R；电容器C；电抗器L、第一电抗器L1；断路器1QF、断路器2QF；电动隔离开关1QS、第二隔离开关2QS、第三隔离开关3QS。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

参照图1，本实用新型的一种电气化铁路专用可调串联电容补偿装置，它包括由晶闸管阀组FZ和第一电抗器L1串联构成的补偿电抗器支路；由串联电容器C构成的补偿电容支路；由第二断路器2QF、放电间隙FJ、电抗器L和阻尼电阻R构成的放电阻尼支路；由电动隔离开关1QS构成的旁路支路；上述补偿电抗器支路、补偿电容支路、放电阻尼支路和旁路支路并联连接，一端通过第一断路器1QF串联接入27.5kV牵引变电所母线，另一端接入牵引网，构成牵引供电回路。 

本实用新型的工作原理是：当电动隔离开关1QS为断开状态，第二隔离开关2QS、第三隔离开关3QS为闭合状态，可调串联电容补偿装置投入运行，此时装置串联接入牵引供电系统，根据牵引网电压水平的变化，晶闸管阀组FZ可以改变触发角，控制补偿电抗器支路的感抗大小，通过与补偿电容支路并联，调节整个装置等效阻抗的大小，动态补偿牵引供电系统电压损失，改善牵引供电系统的电压水平，提高系统功率的传输。当电动隔离开关1QS闭合为闭合状态第二隔离开关2QS、第三隔离开关3QS为断开状态，可调串联电容补偿装置退出运行。 

以上所述只是用图解说明本实用新型一种电气化铁路可调串联电容补偿装置的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。