專利名稱：供電變換補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于交流電氣化鐵道牽引供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及供電綜合補償技術(shù)領(lǐng)域。
交直型電力機車的功率因數(shù)一般為0.8(滯后)或稍大。為達到經(jīng)濟功率因數(shù)，考慮到補償裝置的利用率及機車車體空間和軸重的限制，多在牽引變電所(地面)實施補償，其效果取決于電力系統(tǒng)對無功功率的計量方式。八十年代以前，電力系統(tǒng)對無功采用“返送反計”方式，即過補償時牽引變電所的無功電能表反轉(zhuǎn)，向電力系統(tǒng)返送容性無功，計量結(jié)果顯示牽引變電所無功補償有效。后來發(fā)展為無功“返送不計”，即在牽引變電所無功電能表采取返送止逆措施，過補償?shù)臒o功功率不計入功率因數(shù)，對此，電氣化鐵道適量加大補償量尚能取得滿意的效果。九十年代始，不少供電局又大力推行無功“返送正計”，即過補償視為“欠補償”，致使部分牽引變電所月平均功率因數(shù)低于0.9的經(jīng)濟功率因數(shù)要求，個別牽引變電所功率因數(shù)甚至低于0.6，不僅不利于電網(wǎng)運行，也使鐵路效益下降。需要說明的是，不管采用哪種計量方式，不可調(diào)補償過補的容性無功都將送入電力系統(tǒng)，當電力系統(tǒng)不愿承擔(dān)這一責(zé)任時問題就復(fù)雜了，結(jié)果是不可調(diào)補償已不能勝任無功“返送正計”的要求，除非采用可調(diào)補償。一種經(jīng)濟、實用且適當先進的可調(diào)補償變換系統(tǒng)能使電網(wǎng)的電能質(zhì)量和鐵路的用電效益同時提高。在13000km電氣化鐵路的近300個變電所推廣將產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
本實用新型的目的是提供一種供電補償變換裝置，它能有效地提高交流電氣化鐵道牽引變電所無功、負序的補償效果，改善電能質(zhì)量。
本實用新型由三相鐵芯V接繞組降壓變壓器和可調(diào)開關(guān)及無功補償器構(gòu)成。技術(shù)特征是降壓變壓器高、低壓側(cè)均采用兩相繞組，高壓側(cè)每相一套繞組，低壓側(cè)每相多套(一般兩套)繞組，分別繞在三相鐵芯的兩邊柱上，呈兩相“V”型接線，變比相同，高、低壓公共連接點可接地。每套低壓繞組引出三相端口，分別是超前相、滯后相和自由相端口，通過機械轉(zhuǎn)換開關(guān)和晶閘管開關(guān)聯(lián)接無功補償器，在電氣化鐵路牽引變電所中，當無功、負序同時補償時，滯后相端口設(shè)置容性無功補償器，超前相端口和自由相端口設(shè)置容性或感性無功補償器，以一套低壓繞組為例，無功補償器x1、y1、z1分別與晶閘管開關(guān)k串聯(lián)后并接于超前相端口ab、滯后相端口cb和自由相端口ac間。僅采用容性補償以提高功率因數(shù)為主時，只在超前相和滯后相端口投切容性無功補償器(電容器組)，兩相電容器組可相互轉(zhuǎn)換，以一套低壓繞組為例，無功補償器x1、y1分別與晶閘管開關(guān)k串聯(lián)后分別并接于超前相端口a0b和滯后相端口b0c之間，再串聯(lián)機械轉(zhuǎn)換開關(guān)k0于超前相端口ab和滯后相端口bc，機械轉(zhuǎn)換開關(guān)k0可以改變無功補償x1、y1在端口ab、cb的聯(lián)接狀態(tài)。用于電力變電站時，三個端口均放置容性無功補償器。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的效果和優(yōu)點在于無源無功補償中最完善的是靜止無功補償器(SVC)，具有光滑的補償特性，但造價高，損耗也大，特別用在單相時還產(chǎn)生與電力機車相同特性的諧波。簡化的可調(diào)技術(shù)都用開關(guān)實現(xiàn)，最簡單的是用高壓(27.5kV)開關(guān)投切無功補償器，其中高壓晶閘管交流開關(guān)因價格過高而未獲應(yīng)用，真空開關(guān)投切方案因自身不可回避的重燃和壽命問題及電容器經(jīng)受沖擊的能力等較少應(yīng)用，特別難以適應(yīng)電氣化鐵道牽引負荷的頻繁投切。還有一種是經(jīng)降壓變壓器聯(lián)接真空接觸器，雖然其電氣壽命大為提高，但投切效果仍受到電容器組耐受沖擊能力的制約。
本實用新型的投切開關(guān)采用晶閘管交流開關(guān)，壽命不受投切次數(shù)限制，且不對電容器產(chǎn)生沖擊。同時無功補償器與三鐵芯V接降壓變壓器等效阻抗相匹配，省去與電容器組配套的串聯(lián)電抗器，不僅簡化了設(shè)備，減少了占地面積，還節(jié)約了投資，其技術(shù)性能還能滿足無功(功率因數(shù))、負序的綜合補償，并具有兼濾波作用，經(jīng)濟、技術(shù)性能兼優(yōu)。


圖1為本實用新型高壓側(cè)和低壓側(cè)接線圖。
圖2為本實用新型容性無功補償方式接線圖。
圖3為本實用新型容性無功補償簡化方式接線圖。
本實用新型的基本實施方式如圖1所示，為簡便，圖中低壓側(cè)僅畫出兩套繞組，其中*、·為同名端標志，高壓側(cè)繞組AB和低壓側(cè)繞組ab、a′b′在三鐵芯的一邊柱，高壓側(cè)繞組BC和低壓側(cè)繞組bc、b′c′在另一邊柱，x1、y1、z1及x2、y2、z2等為無功補償器，它們由晶閘管開關(guān)k分別與ab、bc、ca三相端口和a′b′、b′c′、c′a′三相端口相聯(lián)接，與晶閘管開關(guān)配套的機械轉(zhuǎn)換開關(guān)k0在圖2、圖3中標出。采用兩相補償方式，在圖1基礎(chǔ)上，用圖2方式，圖中只示出低壓側(cè)1組接線，低壓側(cè)2組等相同。其中k0為機械切換開關(guān)，如真空接觸器。k是晶閘管開關(guān)，用于投切無功補償器(電容器組)x1，x2及y1，y2等。一般補償多發(fā)生在滯后相，故可以進一步省去一套機械轉(zhuǎn)換開關(guān)k0，如圖3所示。
權(quán)利要求1.一種供電變換補償裝置，主要由繞制在三相鐵芯上的繞組，可調(diào)開關(guān)和無功補償器構(gòu)成，其特征在于①三相鐵芯V接繞組降壓變壓器，高壓側(cè)采用每相一繞組，低壓側(cè)采用每相多繞組，分別繞在三相鐵芯的兩邊柱上，呈“V”型接線，變比相同，公共連接點可接地，每套低壓繞組引出的三相端口，分別與無功補償器聯(lián)接；②當無功、負序同時補償時，滯后相端口設(shè)置容性無功補償器，超前相和自由相端口設(shè)置容性或感性無功補償器；③當采用容性無功補償以提高功率因數(shù)為主時，無功補償器x1、y1與晶閘管開關(guān)k串聯(lián)后分別并接于超前相端口a0b和滯后相端口b0c之間，再串聯(lián)機械轉(zhuǎn)換開關(guān)k0于超前相端口ab和滯后相端口bc，降壓變壓器相應(yīng)端口的等效短路阻抗與無功補償器相匹配。
專利摘要本實用新型屬于可調(diào)供電變換無功補償裝置。它由三相鐵芯V接降壓變壓器和可調(diào)開關(guān)及無功補償器構(gòu)成。降壓變壓器高、低壓側(cè)采用兩相多繞組,分別繞在三相鐵芯的兩邊柱上,V型接線,變比相同,公共連接點可接地。每套低壓繞組分別引出三相端口用開關(guān)與無功補償器相聯(lián)。容性補償只在超前相和滯后相投切容性無功補償器,兩相可相互轉(zhuǎn)換。無功補償器與降壓變壓器相應(yīng)端口的等效短路阻抗相匹配,省去配用的串聯(lián)電抗器。主要用于交流電氣化鐵道牽引變電所。
文檔編號H02J3/00GK2404249SQ99241360
公開日2000年11月1日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
發(fā)明者李群湛, 賀建閩 申請人:西南交通大學(xué)