[实用新型]变电站电压无功谐波综合治理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种变电站电压无功谐波综合治理装置，主要适用于电气化铁道各级牵引变电站，装设于变电站的27.5KV母线上。同时也可用于冶金、石油、煤炭、化工等行业，以提高电压质量，抑制谐波，提高功率因数降低损耗等。

背景技术

电力机车的大量使用使得电气化铁道负荷的功率因数低，3、5、7次谐波含量高的问题尤为突出。电铁谐波经牵引变电所注入公用电网，严重影响了公共电网的电能质量。电气化铁路严重的无功和谐波污染引起了电力部门的高度重视，电力主管部门严格规定了牵引变电站的总的谐波电压畸变率限值标准和谐波电流的允许值。无功“反送正计”的方法已经使得一些牵引变电所遭受很高的罚款。

变电站调节电压无功和治理谐波的惯用方法是在牵引变电站安装不可调并联电容补偿装置(兼滤3次谐波)。这种方法具有安装容量小、投资少、结构简单、运行可靠及维修方便的优点，但是存在以下问题：1、其滤波特性受系统参数的影响大，并可能与系统发生谐振或谐波放大，危及系统安全；2、只能消除极少数特定次的谐波，其滤波效果远不能满足要求；3、由于电力牵引负荷变化剧烈，无功功率和电流随机波动，不可调补偿装置的跟随效果不佳，在运量小、无负荷和轻负荷概率大的区段过补偿严重。当采用“反送正计”的无功计量法时，功率因数大幅下降。

目前，交-直型电力机车在若干年内仍是我国电力机车的主力，因此，需要开发更为安全、有效、经济的对电气化铁道的电压无功谐波进行综合治理的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种变电站电压无功谐波综合治理装置，该装置采用滤波电容器固定接入技术，滤波电容器分为3次滤波支路、5次滤波支路、7次滤波支路和高通滤波支路，同时根据需要配备固定补偿电容器组，通过改变滤波电容器的端电压，在改变无功补偿容量的同时，保持滤波器的滤波特性不变，具有很好的电压无功和谐波的综合治理功能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种变电站电压无功谐波综合治理装置，主要包括：有载调压变压器、电压互感器A、电压互感器B、电流互感器、电压调节器、电容器组、控制器和操作箱，其特征在于：所述有载调压变压器连接在电网高压母线和用户低压母线之间，所述的电压互感器A和电流互感器分别连接在所述的变压器原级母线上；所述的电压互感器B和电压调节器分别连接在变压器次级母线上；所述控制器是由DSP测控模块和人机交互界面组成，所述电压互感器A和B及所述电流互感器的检测信号输出端分别和DSP测控模块的输入端连接；DSP测控模块的信号输出端分别和所述操作箱A和操作箱B连接，操作箱A由控制器的控制信号实现对有载调压变压器分接开关的操作；操作箱B由控制器的控制信号实现对电压调节器分接开关的控制；所述的人机交互界面与DSP测控装置相连接；所述的电压调节器的输出端与由电容器和电抗器组成的固定补偿电容器组和滤波电容器组连接；所述的滤波电容器组由3次滤波支路、5次滤波支路、7次滤波支路和高通滤波支路组成。

根据公式Q＝2πFCU²和Q＝U²/2πFL的原理，即容性补偿支路和感性补偿支路输出与电压成正比的关系，通过改变各支路的端电压可以改变无功的输出量。DSP测控模块通过接收和分析处理电压互感器A、B和电流互感器提供的信号，以及设定的功率因数的标准，发出相应的控制信号，通过操作箱A、B来调节有载调压变压器和电压调节器的输出电压，从而调整电容电抗器组的无功补偿容量。

本实用新型具有以下优点：

(1)由于不采用投切方式，补偿器和滤波器在投入和调整过程中不会引起充放电问题；延长了滤波电容器、电抗器的使用寿命；减少了操作过电压和涌流，使系统更安全。

(2)调节可以随系统参数的变化随时进行，不需要延时，保证系统随时都工作在最佳状态，有效提高系统功率因数，抑制谐波，使电能质量稳定在国标规定的范围内。

(3)由于不使用电力电子器件，装置自身不会产生谐波，工程造价低，

(4)抑制谐波效果明显，能够将由牵引负荷产生的谐波控制在国标安全值以内。

(5)能够实现快速跟踪、实时补偿，解决了电铁牵引负荷变化范围大，短时间内变化剧烈的问题。

(6)滤波特性稳定，不会与系统发生谐振，也不会有谐波放大的问题，使用起来安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式