毕业设计（论文）--浅谈电气化铁道电能质量综合控制.docVIP

XX交通大学继续教育学院 毕业设计（论文） 论文题目：浅谈电气化铁道电能质量综合控制 班 级： 编 写 人： 指导教师： 2010年3月20日 目 录 目 录·······································1 摘 要·······································2 关键字·······································2 引 言·······································3 第一部分电能质量概述与电气化铁路组成········ ······4 1.1概述·····························4 1.2电气化铁路的组成·······················4 1.2.1电气化铁路电流制与额定电压················4-5 1.2.2电气化铁路的优越性与和存在的问题··············5 第二部分电气化铁道牵引供电系统·1 概述·2 单相变压器牵引供电·3 三相Y-D11变压器牵引供电网SVC静止型动态无功补偿装置·1 SVC的发展·2 SVC的工作原理及在电网中应用电网电能质量综合控制与治理·1 谐波抑止与无功补偿·2 负序电流补作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行。关键字:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制 中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里,跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经 济发展中起着举足轻重的作用。由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力设备的安全经济运行具有重大意义。 电气化铁道牵引供电系统 ·1 概述 我国的动力供电电网电压一般为110kV或者220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有 单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的 功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁 路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有效措施加以治理[1]。 ·2 单相变压器牵引供电网 采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图1所示[2]。单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能 实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要 按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压 器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不 对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。 ·3 三相Y-D11变压器牵引供电网 采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图2所示[2]。 三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。 3 SVC静止型动态无功补偿装置 ·1 SVC的发展 静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高压电网动态功率因数补偿装