一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器技术方案

一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器，以根据负荷情况实现无功功率的动态补偿、动态平衡，使功率因数始终处于较高水平。包括27.5kV带熔断器负荷开关、27.5kV单相高阻抗变压器、晶闸管全控型电力电子器件和220V带高速脱扣装置空气开关；27.5kV单相高阻抗变压器的高压侧电压等级为27.5kV，低压侧电压等级为230V；27.5kV带熔断器负荷开关在高压侧与27.5kV单相高阻抗变压器串联，晶闸管全控型电力电子器件在低压侧与27.5kV单相高阻抗变压器串联，220V带高速脱扣装置空气开关与晶闸管全控型电力电子器件并联。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气化铁路牵引供电系统，特别涉及一种尤其是涉及一种应用于27.5kV侧的移动式可调电抗器。
技术介绍
功率因数是电气设备和电网运行的重要指标，对于电气设备而言，较低的功率因数则意味着电气设备运行效率较低，容量利用不充分，对于电网而言，则意味着电压损失和电能损耗较高，系统运行效率较低，经济性较差。提高功率因数作为电力系统提高运行效率和节约用电的重要手段，长期以来备受电力系统管理人员和技术人员的关注，国家也出台了《功率因数调整电费办法》等规定，对功率因数达不到要求的用电用户征收功率因数罚款，对功率因数超过要求的则给予奖励，以此促进各行业用电用户采取措施提高功率因数。电气化铁路牵引供电系统作为重要的大工业用电负荷，其功率因数一直是电力系统电费考核的重要指标。2005年以前，国内大量使用的韶山系列电力机车采用直流传动方式、大功率晶闸管及二极管整流，功率因数较低，基本为0.82左右，加上牵引网和变压器的无功消耗，导致牵引变电所高压侧功率因数基本为0.78左右，低于电力部门月平均功率因数不低于0.9的考核要求。为解决功率因数偏低的问题，牵引变电所27.5kV侧基本分相设置了并联电容补偿装置，在补偿感性无功功率的同时，兼顾滤除3次谐波为主的部分高次谐波。随着电力电子技术和控制技术的发展，大功率交流传动电力机车及高速动车逐步推广使用，由于该类机车及高速动车普遍采用全控电力电子器件、脉宽调制等先进装置和技术，使牵引负荷功率因数大大提高，基本为0.97左右，能够满足电力部门功率因
数的考核要求。因此，目前新建设的牵引变电所基本不再设置功率因数补偿装置。随着铁路建设的发展，以高速铁路和重载铁路为代表的一大批大负荷电气化铁路逐步建成或处于在建之中，为了满足大负荷牵引供电要求，这类电气化铁路牵引变电所高压侧采用了220kV或330kV电源，供电系统则大量采用AT(Automatic Transformer)供电方式。伴随大负荷电气化铁路开通运营里程的不断增加，功率因数问题出现了新的情况，主要表现为：部分铁路在开通运营初期，由于列车对数较少，产生的有功电量较少，而采用220kV或330kV电源、AT供电方式，牵引网及高压送电线路产生的空载和轻载充电容性无功功率较多，导致功率因数低于电力部门考核要求，产生功率因数罚款。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器，以根据负荷情况实现无功功率的动态补偿、动态平衡，使功率因数始终处于较高水平。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本技术的一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器，其特征是：包括27.5kV带熔断器负荷开关、27.5kV单相高阻抗变压器、晶闸管全控型电力电子器件和220V带高速脱扣装置空气开关；27.5kV单相高阻抗变压器的高压侧电压等级为27.5kV，低压侧电压等级为230V；27.5kV带熔断器负荷开关在高压侧与27.5kV单相高阻抗变压器串联，晶闸管全控型电力电子器件在低压侧与27.5kV单相高阻抗变压器串联，220V带高速脱扣装置空气开关与晶闸管全控型电力电子器件并联。本技术的有益效果是，采用27.5kV单相高阻抗变压器，通过其低压侧设置的晶闸管等全控型电力电子器件，调节高阻抗变压器的工作电流，从而控制回路输出的感性无功功率，补偿牵引供电系统空载或轻载时产生的容性无功功率，使功率因数始终满足电力部门的考核要求，避免功率因数罚款；具有移动方便的特点，能够快速、方便的到达需要进行容性
无功功率补偿的牵引变电所、投入运行，随着运量增加，当开行列车对数较多，功率因数自然满足考核要求时，又可方便的撤除并运输到其他需要的牵引变电所，这样能最大限度的提高设备的利用率，降低工程投资，同时也能很好的符合仅部分线路开通运行初期出现过多的容性无功功率，需要采取临时性补偿措施的需求特征。附图说明本说明书包括如下一幅附图：图1是本技术一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器的接线示意图。图中示出零部件、部位名称及所对应的标记：27.5kV带熔断器负荷开关1、27.5kV单相高阻抗变压器2、晶闸管全控型电力电子器件3、220V带高速脱扣装置空气开关4。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。参照图1，本技术的一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器包括27.5kV带熔断器负荷开关1、27.5kV单相高阻抗变压器2、晶闸管全控型电力电子器件3和220V带高速脱扣装置空气开关4。27.5kV单相高阻抗变压器2的高压侧电压等级为27.5kV，低压侧电压等级为230V。27.5kV带熔断器负荷开关1在高压侧与27.5kV单相高阻抗变压器2串联，晶闸管全控型电力电子器件3在低压侧与27.5kV单相高阻抗变压器2串联，220V带高速脱扣装置空气开关4与晶闸管全控型电力电子器件3并联。整个回路并联接于牵引供电系统27.5kV母线，27.5kV单相高阻抗变压器1作为单相电抗器运行，通过在变压器低压侧设置的晶闸管全控型电力电子器件2，控制回路工作的导通角，以此控制高阻抗变压器工作电流，达到控制回路输出的感性无功功率的目的。高压侧设置的27.5kV带熔断器的负荷开关3作为回路的高压侧保护装置，低压侧设置的220V带高速
脱扣装置的空气开关作为回路的低压侧保护装置和电力电子器件的旁路设备。所述27.5kV带熔断器负荷开关1、27.5kV单相高阻抗变压器2、晶闸管全控型电力电子器件3和220V带高速脱扣装置空气开关4固定设置于可移动的钢结构箱体中。在工厂内完成预先安装，结构紧凑，现场安装和拆除方便，转移和运输便利。以上所述只是用图解说明本技术的一些原理，并非是要将本技术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，均属于本技术所申请的专利范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器，其特征是：包括27.5kV带熔断器负荷开关(1)、27.5kV单相高阻抗变压器(2)、晶闸管全控型电力电子器件(3)和220V带高速脱扣装置空气开关(4)；27.5kV单相高阻抗变压器(2)的高压侧电压等级为27.5kV，低压侧电压等级为230V；27.5kV带熔断器负荷开关(1)在高压侧与27.5kV单相高阻抗变压器(2)串联，晶闸管全控型电力电子器件(3)在低压侧与27.5kV单相高阻抗变压器(2)串联，220V带高速脱扣装置空气开关(4)与晶闸管全控型电力电子器件(3)并联。

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路牵引供电系统移动式可调电抗器，其特征是：包括27.5kV带熔断器负荷开关(1)、27.5kV单相高阻抗变压器(2)、晶闸管全控型电力电子器件(3)和220V带高速脱扣装置空气开关(4)；27.5kV单相高阻抗变压器(2)的高压侧电压等级为27.5kV，低压侧电压等级为230V；27.5kV带熔断器负荷开关(1)在高压侧与27.5kV单相高阻抗变压器(2)串联，晶闸管全控型...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓云川，高宏，陈建君，林宗良，何宏国，杨捍东，倪幼真，李良威，李强，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51