專(zhuān)利名稱(chēng)：一種重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種電力輸送方式及裝置，尤其是指一種重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng) 壓提高方法及裝置，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)為B61F05/02，主要用于重載軌道交通輸配電系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)鐵路運(yùn)輸能力不斷提出更高的要求，也使得電 氣化鐵道牽引負(fù)荷持續(xù)增長(zhǎng)。不少線路，重負(fù)荷條件下?tīng)恳W(wǎng)電壓水平過(guò)低，影響列車(chē)的正 常牽引運(yùn)行，限制了運(yùn)量進(jìn)一步增長(zhǎng)。在牽引網(wǎng)中，并聯(lián)自耦變壓器形成AT供電方式，相對(duì)其他供電方式有電壓、功率 損失較少，供電距離更長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此我國(guó)重載線很多處采用了這種供電方式，如我國(guó)西煤 東運(yùn)的大秦、神朔線。但是隨著運(yùn)量的日益劇增，導(dǎo)致行車(chē)密度和單車(chē)功率增加，這使得長(zhǎng) 供電臂的電壓損失大大增加，出現(xiàn)在長(zhǎng)供電臂的末端已經(jīng)低于機(jī)車(chē)運(yùn)行最低電壓19KV而 引起的停車(chē)現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)供電臂末端電壓跌落的原因進(jìn)行的分析，得出造成電壓損失主 要原因?yàn)闊o(wú)功功率電流在感抗上的電壓降造成。而這種電壓降在物理上可分為無(wú)功電流 在系統(tǒng)阻抗和變電站主變壓器阻抗上的電壓的損失，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)電壓損失，和無(wú)功電流在接 觸網(wǎng)電壓損失。目前，解決牽引網(wǎng)電壓水平過(guò)低的辦法有增大牽引變電所進(jìn)線的系統(tǒng)短路容量和 更換大容量的牽引變壓器，但這并沒(méi)有從根本上解決電壓損失，而且涉及到與電力系統(tǒng)的 相互配合和主變壓器的更換，代價(jià)大。而考慮通過(guò)從牽引供電系統(tǒng)內(nèi)部找到一種科學(xué)合理 的調(diào)壓策略，解決網(wǎng)壓過(guò)低的問(wèn)題是一種投資小、見(jiàn)效快的方案，并可實(shí)現(xiàn)在調(diào)節(jié)電壓的同 時(shí)可兼顧補(bǔ)償功率因數(shù)和負(fù)序電流。因此目前提出對(duì)牽引變電所進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?越來(lái)越多，但其主要目的是提高功率因數(shù)至0. 9以上，以避免電力系統(tǒng)的罰款。典型的有在 變壓器的出線端安裝FC或者SVC的方式提高網(wǎng)壓。以下論文是與本方案相近的方案①《牽引供電臂末端電壓偏低的原因分析及解決方案》主要是針對(duì)接觸網(wǎng)的電壓 損失進(jìn)行了分析，并提出“為了從根本上解決供電臂末端電壓偏低的問(wèn)題，本人認(rèn)為最根本 的辦法應(yīng)該從接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和材料上下功夫”的方法。②《翼城AT牽引變電所動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶接懪c實(shí)踐》針對(duì)重載電氣化鐵道AT供 電牽引變電所功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，提出了牽引變壓器出線端安裝磁閥式可控電抗器以 調(diào)節(jié)無(wú)功功率，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。③《大秦線延慶_下莊供電臂電壓偏低的解決方案》針對(duì)大秦電氣化鐵道運(yùn)量增 加后，延慶-下莊供電臂電壓偏低的問(wèn)題，提出了改造延慶-下莊接觸網(wǎng)設(shè)備、在延慶變電 所及下莊分區(qū)亭增設(shè)增壓變壓器和動(dòng)態(tài)電容補(bǔ)償裝置的綜合改造方案，以提高延慶_下莊 供電臂電壓偏低的問(wèn)題。其中動(dòng)態(tài)電容補(bǔ)償裝置為多組電容器機(jī)械分組投切(MSC)。④《基于DSP的晶閘管控制牽引網(wǎng)自動(dòng)調(diào)壓器設(shè)計(jì)》是變壓器調(diào)壓的一種，和主變 壓器分接頭無(wú)載調(diào)壓、有載調(diào)壓變壓器的原理一樣，不過(guò)是利用晶間管控制串聯(lián)變壓器型 (TCST)牽引網(wǎng)調(diào)壓器，以期達(dá)到更好的調(diào)壓效果。
為了提高供電臂末端網(wǎng)壓，上述的論文① ④進(jìn)行了相關(guān)研究，其中論文①主要 是對(duì)接觸網(wǎng)阻抗、電抗導(dǎo)致的電壓將進(jìn)行了分析，提出的是改造接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和材料的方法。 這種方法是通過(guò)減少接觸網(wǎng)的阻抗來(lái)減少接觸網(wǎng)的電壓損失，但這不能消除無(wú)功電流導(dǎo)致 的電壓損失，更沒(méi)有考慮變壓器和系統(tǒng)阻抗的電壓損失，而這卻是電壓損失的主要部分。論 文②是以補(bǔ)償功率因數(shù)為目標(biāo)的無(wú)功補(bǔ)償，其補(bǔ)償裝置安裝在變壓器出線端，補(bǔ)償功率因 數(shù)的同時(shí)對(duì)網(wǎng)壓有改善，而且沒(méi)有對(duì)接觸網(wǎng)的電壓損失進(jìn)行全面補(bǔ)償，所以對(duì)供電臂的末 端網(wǎng)壓的改善作用有限。同時(shí)其所用的補(bǔ)償裝置是磁閥式可控電抗器，其響應(yīng)時(shí)間慢，在機(jī) 車(chē)突變時(shí)間對(duì)電壓的補(bǔ)償效果不明顯。論文③分析計(jì)算了大秦線延慶 下莊供電臂電壓偏 低的原因，提出了造成接觸網(wǎng)、增設(shè)增壓變壓器和在供電臂末端增設(shè)多組電容器機(jī)械分組 投切(MSC)裝置。這種方式主要考慮從供電設(shè)備上進(jìn)行改造，雖然提出了在末端進(jìn)行電容 補(bǔ)償?shù)姆桨?，但其采用機(jī)械分組投切電容器的方法，不能實(shí)時(shí)補(bǔ)償，電壓的補(bǔ)償效果差。論 文④分析了供電臂網(wǎng)壓低帶來(lái)的問(wèn)題，提出了基于DSP的晶閘管控制牽引網(wǎng)自動(dòng)調(diào)壓器的 方式，但其本質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的變比來(lái)調(diào)節(jié)其出線電壓，而沒(méi)有從電壓損失的本質(zhì)上
慮 ο因此現(xiàn)有的供電臂末端網(wǎng)壓改善方法均沒(méi)有全面考慮電壓損失的補(bǔ)償，很有必要 對(duì)此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本專(zhuān)利發(fā)明所要解決的問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓AT供電方 式的電壓損失治理方法的不足，提出一種在重載鐵路AT供電系統(tǒng)中可以有效全面對(duì)造成 網(wǎng)壓損失的無(wú)功功率電流進(jìn)行補(bǔ)償，提高供電臂末端網(wǎng)壓的方法及其裝置。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供 電臂末端網(wǎng)壓的方法是在主變壓器的的出線端設(shè)有直掛式TCR型SVC，同時(shí)在長(zhǎng)供電臂的 末端的自耦變壓器端裝有降壓式多組TSC，對(duì)供電臂的末端采用將壓式分組TSC的方式進(jìn) 行補(bǔ)償，從而改善末端網(wǎng)壓。這種方式既可以補(bǔ)償系統(tǒng)阻抗和變電站主變壓器阻抗上的電 壓損失也可以補(bǔ)償接觸網(wǎng)上的電壓損失，從而補(bǔ)償整個(gè)無(wú)功功率電力造成的電壓損失。根據(jù)上述方法所提出的重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供電臂末端網(wǎng)壓裝置是一 種重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供電臂末端網(wǎng)壓的裝置在重載鐵路AT供電系統(tǒng)的主變壓 器的出線端裝有由TCR支路和兩個(gè)電容支路組成的SVC裝置，且兩個(gè)電容支路完全相同，以 確保一套檢修時(shí)整個(gè)SVC可以降額補(bǔ)償以避免無(wú)補(bǔ)償導(dǎo)致的電壓跌落。同時(shí)在上行線裝有 降壓TSC組，分別設(shè)為3、5次濾波支路。其中上行線為重載爬坡線，下行線為下坡線，因此 在上行線補(bǔ)償可以減少流過(guò)AT的電流，濾波效果好。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、提出了以在變壓器出線端和供電臂末端以TCR&FC和多組TSC相結(jié)合的重載鐵 路長(zhǎng)供電臂網(wǎng)壓提高方法。2、基于直掛式TCR型SVC結(jié)構(gòu)是目前電壓等級(jí)最高的直掛式SVC，其中最大的TCR 的補(bǔ)償容量為目前最大的單相單機(jī)補(bǔ)償容量，所以可以使得長(zhǎng)供電臂網(wǎng)壓得到有效補(bǔ)償。3、在AT供電方式下，SCOTT牽引變壓器的T座和M座同時(shí)裝有該設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行 聯(lián)合控制，以負(fù)序電流為目標(biāo)，在滿(mǎn)足供電臂網(wǎng)壓、功率因數(shù)為約束的優(yōu)化控制目標(biāo)，使得
4該裝置在穩(wěn)定接觸網(wǎng)末端網(wǎng)壓的同時(shí)，確保了功率因數(shù)大于0.9，并盡量減少了變電所的負(fù) 序電流。


圖1、是AT供電方式下綜合補(bǔ)償示意圖；圖2、是本發(fā)明的55kV直掛式TCR型SVC主電路圖；圖3、是SCOTT電氣量向量圖；圖4、是本發(fā)明裝置中光電隔離型55KV直掛式TCR閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5、是本發(fā)明裝置中光電隔離型55KV直掛式TCR閥的結(jié)構(gòu)示意后視圖；圖6、是本發(fā)明裝置中光電隔離型55KV直掛式TCR閥的結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式附圖給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。一種重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供電臂末端網(wǎng)壓的方法，在重載鐵路AT供電系 統(tǒng)的SCOTT主變壓器的55kV (或通過(guò)自耦變壓器的中點(diǎn)限制電位，將其分解成兩套27. 5kV) 出線端裝入55kV直掛式TCR型SVC (或兩套27. 5kV直掛式TCR型SVC)，55kV直掛式TCR型 SVC的主電路如附圖2所示；同時(shí)在長(zhǎng)供電臂的末端的自耦變壓器端裝有降壓式多組TSC， 對(duì)供電臂的末端采用將壓式分組TSC的方式進(jìn)行補(bǔ)償，從而改善末端網(wǎng)壓。這種方式既可 以補(bǔ)償系統(tǒng)阻抗和變電站主變壓器阻抗上的電壓損失也可以補(bǔ)償接觸網(wǎng)上的電壓損失，從 而補(bǔ)償整個(gè)無(wú)功功率電力造成的電壓損失。實(shí)施例一一種重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供電臂末端網(wǎng)壓裝置，在重載鐵路AT供電系統(tǒng) 中設(shè)有SCOTT變壓器1，SCOTT變壓器具有T座14和M座20兩個(gè)出線端，在SCOTT變壓器 的T座14和M座20出線端分別裝有一套由一個(gè)TCR支路15和FCl電容支路16、FC2電容 支路17組成的SVC裝置18和21，其中FCl電容支路16、FC2電容支路17完全相同，可以 確保一套檢修時(shí)整個(gè)SVC裝置可以降額補(bǔ)償。同時(shí)在上行線裝有降壓TSC組19，降壓TSC 組19分別設(shè)為3、5次濾波支路。其中上行線為重載爬坡線，下行線為下坡線，因此在上行 線補(bǔ)償可以減少流過(guò)AT的電流，濾波效果好。電路如圖1所示，其中KM為負(fù)荷開(kāi)關(guān)，ATI、 AT2為變電所內(nèi)的自耦變壓器，AT3、AT4為供電臂末端的自耦變壓器。整個(gè)裝置主要包括直掛式TCR可控硅堆和固定補(bǔ)償電容，其中直掛式TCR可控硅 堆可以是如附圖4-6所示的光電隔離型55KV直掛式TCR可控硅堆組合形成；所述的光電隔 離型55KV直掛式TCR可控硅堆是由42組元件84個(gè)6500V晶閘管組成的高壓可控硅堆體 結(jié)構(gòu)，采用熱管加風(fēng)冷散熱方式。其中整個(gè)可控硅堆體分為6個(gè)可控硅堆組，每個(gè)可控硅堆 組是7個(gè)6500V晶閘管組的串聯(lián)，然后由6個(gè)這樣的閥體串聯(lián)成型。每一個(gè)直掛式TCR可控硅堆結(jié)構(gòu)如附圖4-6所示，通過(guò)附圖4_6可以看出直掛式 TCR可控硅堆主要包括晶閘管元件1、吸收電容3、均衡電阻4、散熱器8，以及散熱風(fēng)機(jī)2，其 中，散熱風(fēng)機(jī)2位于整個(gè)裝置的底部，風(fēng)口對(duì)上，在散熱風(fēng)機(jī)的上方通過(guò)帶絕緣子的支架9 支撐一個(gè)架框12，架框12內(nèi)安裝著各種功率器件；所述的各種功率器件包括多組晶間管元 件1、吸收電容3、均衡電阻4，多組晶閘管元件1由連接母排11相互連接；在支架上還裝有用于控制的光電觸發(fā)板5、過(guò)壓保護(hù)板6、溫度檢測(cè)板7和脈沖分配板10 ；多組晶閘管元件 1分上下兩組排列，每一排為7個(gè)晶閘管元件，上下兩個(gè)為一晶閘管組，7個(gè)晶閘管組通過(guò)連 接母排11串聯(lián)在一起(見(jiàn)附圖4)。在晶閘管組的后面緊貼有散熱器8(見(jiàn)附圖6)，散熱器 8可以是熱管散熱器，或其它板式散熱器；吸收電容3和均衡電阻4安裝在散熱器8與晶閘 管組相對(duì)應(yīng)的另一面，在吸收電容3和均衡電阻4下面的架框12上還排列有各種控制板 (見(jiàn)附圖5)，依次為脈沖分配板10光電觸發(fā)板5、、過(guò)壓保護(hù)板6和溫度檢測(cè)板7。本實(shí)施例的控制原理如下1、TSC 控制TSC由安裝在供電臂首端的TCR型SVC控制器根據(jù)供電臂的有功功率和TCR的電 流的大小通過(guò)GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊控制其投切，以減少整個(gè)系統(tǒng)的空載損耗。因?yàn)楫?dāng)線路無(wú) 車(chē)或者車(chē)比較輕時(shí)，供電臂末端的TSC發(fā)出的電流要經(jīng)過(guò)整個(gè)長(zhǎng)供電臂線路，造成線路損 耗，而且TCR也因要補(bǔ)償?shù)暨@一部分容性電流需要發(fā)出相應(yīng)大小的感性電流，增大TCR的運(yùn) 行損耗。由于電力機(jī)車(chē)的有功功率和無(wú)功功率成正向關(guān)系，即有功功率增大，則無(wú)功功率也 增大，所以可根據(jù)供電臂的有功功率Pall來(lái)控制投入TSC。而根據(jù)TCR支路電流來(lái)判斷電容 補(bǔ)償是否過(guò)量，所以可檢測(cè)的TCR支路電流Ito和供電臂的有功功率對(duì)TSC進(jìn)行切除①當(dāng)Itcr > I1 ；切 5 次 TSC 支路。②當(dāng)Ite > 12，5次TSC已經(jīng)切除；切3次TSC支路。③當(dāng)Pall > P1 ；投 3 次 TSC 支路。④當(dāng)Pall > P2，投 5 次 TSC 支路。① ④中的I” 12、P1, P2根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值決定，其目標(biāo)是使得裝置的運(yùn)行損耗最 小。本項(xiàng)目中取值分別為700A、600A、15MW、24MW。2、TCR 控制SCOTT兩個(gè)座的TCR型SVC的控制以一個(gè)控制器進(jìn)行控制，建立了以負(fù)序電流最小 為目標(biāo)，全所功率因數(shù)、各座電壓為約束的無(wú)功功率控制模型。SCOTT電氣量向量圖如圖3 所示。(1)負(fù)序電流如圖2所示，假設(shè)Jj ^jb 變壓器的原邊相電壓，用J」Jb L表示
原邊相電流；
變壓器T座、M座輸出電壓，用_^、iM表示各座電流；^^、 分
別為T(mén)座、M座的功率因數(shù)角。其中變壓器T座、M座的變比KT、KM為分別為和2。
結(jié)合⑴ (3)，假設(shè)“ =/if，則負(fù)序電流 > 為 由(4)式可知，由于實(shí)際兩座的電流有效值和功率因數(shù)不可能相等，因此負(fù)序電 流存在。

(2)電壓波動(dòng)
為了保證機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行，需要確保每個(gè)供電臂的網(wǎng)壓在可控的范圍內(nèi)波動(dòng)。 假設(shè)變壓器的原邊、次邊電抗為XS、XTM，由2圖可知 變壓器的出線電壓J、If分別為
(11)
(12) (13)聯(lián)合(8) (13)可得

則有(14)、(15)可知各座電壓將為

(3)功率因數(shù)T座、M座的負(fù)載的有功、無(wú)功分別為PT、QT* PM、QM，而T座、M座補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功為Q.Qm。由于變壓器漏電抗消耗的無(wú)功相對(duì)較少，只要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功滿(mǎn)足下式(18)即可滿(mǎn)足供電 部門(mén)的要求電力牽引負(fù)荷的功率因數(shù)要在0. 9以上的要求。 (4)控制模型為充分發(fā)揮補(bǔ)償系統(tǒng)的作用，以通過(guò)對(duì)無(wú)功功率的控制使得在滿(mǎn)足電壓質(zhì)量和高 功率因數(shù)同時(shí)減少注入高壓側(cè)的負(fù)序電流，以全面改善其電能質(zhì)量。根據(jù)上述分析可得到 如下的無(wú)功控制的數(shù)學(xué)模型。目標(biāo)函數(shù)負(fù)序電流有效值j值最小，即
(I9)約束條件1)功率因數(shù)約束，即滿(mǎn)足式(18)。2)電壓波動(dòng)約束，即式(16)和式(17)的有效值在某范圍內(nèi)變化，式中Umax+、Um『分 別為允許電壓變化的正向最大值和負(fù)向最小值。本文根據(jù)實(shí)際取Umax+ = 5kV，Umax_ = -9kV。
LMAX≤△UT≤LMAX'(20)
LMAX≤△UM≤LMAX'(21) 其中，由采集的電壓、負(fù)載電流和TCR電流可計(jì)算出有功、無(wú)功、電壓，并用其表示 IT、L徹，因此式(18) 式(21)都可以用IT、L徹表示。
(22)
(23)
(24)
(25)綜合式(18) 式(25)構(gòu)成了一個(gè)以Qt、Qffl為變量的多約束優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)求解 Qt、Qffl可得到每個(gè)TCR的觸發(fā)角。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于①AT供電方式的長(zhǎng)供電臂下，55kV直掛式TCR型SVC和末端降壓TSC相結(jié)合的補(bǔ) 償方式對(duì)系統(tǒng)阻抗、變壓器阻抗、線路阻抗造成的壓降進(jìn)行了全面補(bǔ)償。兩端分散補(bǔ)償可以 減少補(bǔ)償電流在長(zhǎng)供電臂上的損耗。在供電臂首端設(shè)置55kV直掛式TCR型SVC，可以避免 斷開(kāi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí)對(duì)TCR型SVC的操作，更不會(huì)已經(jīng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的跳閘引發(fā)的TCR型SVC過(guò)壓 等問(wèn)題，減少了 TCR型SVC與其他問(wèn)題的耦合。在末端設(shè)置小容量的TSC可以補(bǔ)償線路電 壓損失，雖然增加其容量其也可以補(bǔ)償系統(tǒng)、變壓器阻抗造成的電壓損失，單這樣補(bǔ)償電流 需要全部通過(guò)供電臂線路，這增重了牽引網(wǎng)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致要增大牽引網(wǎng)的線徑，同時(shí)造成了補(bǔ)償電流在線路的損耗。②通過(guò)TCR控制器檢測(cè)供電臂有功功率和閥組電流對(duì)供電臂末端的TSC進(jìn)行投切 控制，可以使得補(bǔ)償系統(tǒng)的運(yùn)行損耗降到最低。因?yàn)槿舨粚?duì)遠(yuǎn)方的TSC進(jìn)行控制，則造成 TSC發(fā)出的容性電流在線路的損耗，而且增加TCR要補(bǔ)償這些容性電流的運(yùn)行損耗。③55kV直掛式TCR型SVC中，F(xiàn)Cl和FC2設(shè)置為完全相同的兩套，若其中一套檢 修不影響另一套，因此若一套檢修整個(gè)TCR型SVC可以降額一半運(yùn)行，不會(huì)因?yàn)門(mén)CR型SVC 不能運(yùn)行造成的補(bǔ)償不當(dāng)造成的線路停車(chē)現(xiàn)象。④以SCOTT兩個(gè)座的補(bǔ)償裝置建立了以負(fù)序電流最小為目標(biāo)，功率因數(shù)和供電臂 網(wǎng)壓為約束的優(yōu)化控制策略，在提高供電臂網(wǎng)壓的同時(shí)兼顧了負(fù)序電流、功率因數(shù)、諧波濾 除等電能質(zhì)量的治理，充分發(fā)揮了補(bǔ)償裝置的作用。術(shù)語(yǔ)解釋TCR =Thyristor Controlled Reactor (晶閘管控制電抗器)TSC =Thyristor Switched Capcitor (晶閘管控制電抗器)FC =Fixed Capcitor (固定電容補(bǔ)償)AT =Autotransformer (自耦變壓器)SCOTT Scott Connected Transformers (斯科特平衡變壓器)MSC =Mechanically Switched Capacitor (機(jī)械投切電容器)SVC =Static var compensator (靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置)GPRS =General Packet Radio Service (通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))
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權(quán)利要求
一種重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法，其特征在于在重載鐵路AT供電系統(tǒng)主變壓器的出線端裝入直掛式TCR型SVC，同時(shí)在長(zhǎng)供電臂的末端的自耦變壓器端裝有降壓式多組TSC，對(duì)供電臂的末端采用降壓式分組TSC的方式進(jìn)行補(bǔ)償，從而改善末端網(wǎng)壓。
2.如權(quán)利要求1所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法，其特征在于所述的主 變壓器為55kV SCOTT主變壓器；所述的直掛式TCR型SVC為55kV直掛式TCR型SVC。
3.如權(quán)利要求1所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法，其特征在于所述的 SCOTT主變壓器為通過(guò)自耦變壓器的中點(diǎn)限制電位，分解成兩套27. 5kVSC0TT主變壓器；所 述的直掛式TCR型SVC為兩套27. 5kV直掛式TCR型SVC。
4.如權(quán)利要求1所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法，其特征在于所述的TSC 由安裝在供電臂首端的TCR型SVC控制器根據(jù)供電臂的有功功率和TCR的電流的大小通過(guò) GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊控制其投切，并根據(jù)供電臂的有功功率Pall來(lái)控制投入TSC ；而根據(jù)TCR 支路電流判斷電容補(bǔ)償是否過(guò)量，根據(jù)檢測(cè)TCR支路的電流Ite和供電臂的有功功率對(duì)TSC 進(jìn)行切除。
5.如權(quán)利要求1所述的重載鐵路AT供電系統(tǒng)中提高供電臂末端網(wǎng)壓的方法，其特征在 于所述的SCOTT兩個(gè)座的TCR型SVC以一個(gè)控制器進(jìn)行控制，以負(fù)序電流最小為目標(biāo)，全 所功率因數(shù)、各座電壓為約束的無(wú)功功率控制模型。
6.一種重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高裝置，其特征在于在重載鐵路AT供電系統(tǒng)的 主變壓器的出線端裝有由TCR支路和兩個(gè)電容支路組成的SVC裝置，且兩個(gè)電容支路完全 相同，以確保一套檢修時(shí)整個(gè)SVC可以降額補(bǔ)償以避免無(wú)補(bǔ)償導(dǎo)致的電壓跌落；同時(shí)在上 行線裝有降壓TSC組，分別設(shè)為3、5次濾波支路；且上行線為重載爬坡線，下行線為下坡線。
7.如權(quán)利要求7所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高裝置，其特征在于所述的主 變壓器為SCOTT主變壓器；所述的SVC裝置包括直掛式TCR可控硅堆和固定補(bǔ)償電容，其中 直掛式TCR可控硅堆為光電隔離型55KV直掛式TCR可控硅堆組合形成。
8.如權(quán)利要求8所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高裝置，其特征在于所述的光 電隔離型55KV直掛式TCR可控硅堆是由42組元件84個(gè)6500V晶閘管組成的高壓可控硅 堆體結(jié)構(gòu)，采用熱管加風(fēng)冷散熱方式；其中整個(gè)可控硅堆體分為6個(gè)可控硅堆組，每個(gè)可控 硅堆組是7個(gè)6500V晶閘管組的串聯(lián)，然后由6個(gè)這樣的可控硅堆體串聯(lián)成型。
9.如權(quán)利要求9所述的重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高裝置，其特征在于所述的直 掛式TCR可控硅堆主要包括晶閘管元件、吸收電容、均衡電阻、散熱器，以及散熱風(fēng)機(jī)，其 中，散熱風(fēng)機(jī)位于整個(gè)裝置的底部，風(fēng)口對(duì)上，在散熱風(fēng)機(jī)的上方通過(guò)帶絕緣子的支架支撐 一個(gè)架框，架框內(nèi)安裝著各種功率器件；所述的各種功率器件包括多組晶閘管元件、吸收電 容、均衡電阻，多組晶間管元件由連接母排相互連接；在支架上還裝有用于控制的光電觸發(fā) 板、過(guò)壓保護(hù)板、溫度檢測(cè)板和脈沖分配板；多組晶間管元件分上下兩組排列，每一排為7 個(gè)晶閘管元件，上下兩個(gè)為一晶閘管組，7個(gè)晶閘管組通過(guò)連接母排串聯(lián)在一起；在晶閘管 組的后面緊貼有散熱器；吸收電容和均衡電阻安裝在散熱器與晶閘管組相對(duì)應(yīng)的另一面， 在吸收電容和均衡電阻下面的架框上還排列有各種控制板，依次為脈沖分配板光電觸發(fā) 板、過(guò)壓保護(hù)板和溫度檢測(cè)板。全文摘要
一種重載鐵路長(zhǎng)供電臂末端網(wǎng)壓提高方法及裝置，其特征在于在SCOTT主變壓器的出線端裝入直掛式TCR型SVC，同時(shí)在長(zhǎng)供電臂的末端的自耦變壓器端裝有降壓式多組TSC，對(duì)供電臂的末端采用將壓式分組TSC的方式進(jìn)行補(bǔ)償，從而改善末端網(wǎng)壓。在重載鐵路AT供電系統(tǒng)中設(shè)有SCOTT變壓器，SCOTT變壓器具有T座和M座出線端，在SCOTT變壓器的T座和M座出線端裝有一套由一個(gè)TCR支路和FC1、FC2兩個(gè)電容支路組成的SVC裝置，其中FC1、FC2完全相同，可以確保一套檢修時(shí)整個(gè)SVC可以降額補(bǔ)償；同時(shí)在上行線裝有降壓TSC組，分別設(shè)為3、5次濾波支路；其中上行線為重載爬坡線，下行線為下坡線。
文檔編號(hào)H02J3/01GK101882788SQ200910044339
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者周方圓, 張定華, 張斌, 李軍, 楊磊, 王衛(wèi)安, 王小方, 胡前, 譚勝武, 鄧建華, 馬雅青, 黃燕艷 申請(qǐng)人:株洲變流技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限公司