復(fù)線電氣化鐵路牽引網(wǎng)末端串聯(lián)補(bǔ)償研究

張曉鵬

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復(fù)線電氣化鐵路牽引網(wǎng)末端串聯(lián)補(bǔ)償研究

張曉鵬

對(duì)比了串聯(lián)補(bǔ)償裝置在牽引網(wǎng)中不同位置的補(bǔ)償效果，分析了末端串聯(lián)補(bǔ)償對(duì)接觸網(wǎng)無(wú)慣性、自適應(yīng)和逆向電壓調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，研究了影響補(bǔ)償效果的因素以及末端串聯(lián)補(bǔ)償對(duì)牽引供電系統(tǒng)的影響，為末端串聯(lián)補(bǔ)償在電氣化鐵路的推廣應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

電氣化鐵路；牽引網(wǎng)；串聯(lián)電容補(bǔ)償；分區(qū)所

0 引言

高速和重載是電氣化鐵路發(fā)展的兩個(gè)方向，而牽引網(wǎng)電壓水平直接影響列車的牽引力和運(yùn)行速度，從而影響區(qū)段通過(guò)能力和運(yùn)輸量[1]。為了減小牽引網(wǎng)的電壓損失，保證電氣化鐵路的運(yùn)輸能力，在工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中采取了多種方法，其中最為經(jīng)濟(jì)和有效的方法是設(shè)置串聯(lián)補(bǔ)償[2]。

1 串聯(lián)補(bǔ)償原理及應(yīng)用

1.1 串聯(lián)補(bǔ)償原理

串聯(lián)補(bǔ)償是在牽引網(wǎng)中串聯(lián)接入電容器組，利用電容器組的集中容抗來(lái)抵消部分牽引網(wǎng)感抗，從而減小牽引網(wǎng)電壓損失。設(shè)置容抗為C的串聯(lián)補(bǔ)償裝置后牽引網(wǎng)電壓及阻抗模型如圖1所示。

圖1 串聯(lián)補(bǔ)償牽引網(wǎng)電壓及阻抗模型

對(duì)應(yīng)的環(huán)路電壓方程為

串聯(lián)補(bǔ)償牽引網(wǎng)電壓損失相量圖如圖2所示。

圖2 串聯(lián)補(bǔ)償牽引網(wǎng)電壓損失相量圖

由圖2可知，設(shè)置串聯(lián)補(bǔ)償后牽引網(wǎng)的電壓損失由線段減小為，減小的電壓損失為

D-D￠=Csin（2）

串聯(lián)補(bǔ)償減小的電壓損失與通過(guò)的電流以及串聯(lián)補(bǔ)償裝置的容抗成正比，和負(fù)荷阻抗角即牽引負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)。

1.2 串聯(lián)補(bǔ)償在牽引網(wǎng)中的位置

目前，電氣化鐵路采用的串聯(lián)補(bǔ)償方式分為安裝在牽引變電所饋線出口處即供電臂首端的串聯(lián)補(bǔ)償和安裝在牽引網(wǎng)上的區(qū)間串聯(lián)補(bǔ)償2種方式[3，4]。……