【正文】 差為，所以和的相位差為，所以(2) 投入兩組TSC，不考慮兩個反向并聯(lián)的晶閘管，：(a)基于MATLAB的仿真 Zl1=*j。Uc1=I11*Zc1。Zl3=*j。 Ul1=I11*Zl1。(二) 在不同種負載條件下，設(shè)，,(1) 投入一組TSC，動態(tài)變化下某一時刻的負載,不考慮兩個反向并聯(lián)的晶閘管，：(a) 計算如下：(b) 基于MATLAB仿真： Zl=*j。),disp(angle([U, I1, I2, I, Ul, Uc])*180/pi)%pass 是MATLAB中繪制復數(shù)相量圖的命令，用它畫出相量圖特別方便。 I12=U/Zlc2。Zc1=*j。I12=U/Zlc2。 set(ha,39。為此，特向他表示由衷的感謝。幅值39。Zi=Z2*Z/(Z2+Z)。 ha=pass([U,I1,I11,I12,I2,I,Ul1,Uc1,Ul2,Uc2])。 I=U/Zi。) disp(39。),disp(angle([U,I1,I11,I12,I13,I2,I,Ul1,Uc1,Ul2,Uc2,Ul3,Uc3])*180/pi) ha=pass([U,I1,I11,I12,I13,I2,I,Ul1,Uc1,Ul2,Uc2,Ul3,Uc3])。I11=U/Zlc1。,2)(b)仿真結(jié)果U I1 I11 I12 I2 I Ul1 Uc1 Ul2 Uc2幅值 +004 * Columns 1 through 6 Columns 7 through 10 相角 Columns 1 through 6 0 Columns 7 through 10 0 0(c)仿真圖形：設(shè)和的相位差為，和的相位差為的相位差為，所以和的相位差為，所以(3) 投入三組TSC，不考慮兩個反向并聯(lián)的晶閘管，：(a)基于MATLAB的仿真 Zl1=*j。I2=U/Z。幅值39。設(shè)并聯(lián)電容器組的無功功率因數(shù)，則式中，為單相電容器組的相電流。采用二極管與晶閘管反并聯(lián)方式的晶閘管閥，特點是每次切除電容器時，電容電壓總是保持電源電壓峰值。 串聯(lián)電感為了限制因晶閘管誤觸發(fā)或事故情況下引起的合閘涌流，抑制高次諧波，限制短路電流，主電路中應(yīng)加裝串聯(lián)電抗器。一、 按電壓等級分(1)低壓補償方式：適用于1kV以及以下電壓的補償。第三章：電氣化鐵道動態(tài)無功補償?shù)膶崿F(xiàn)電力系統(tǒng)中許多電器元件都產(chǎn)生不同程度的諧波，各種整流設(shè)備，交流直流換流設(shè)備尤為嚴重。而隨著減小到，視在功率也由減小到，從而在電網(wǎng)電壓不變時，電流也減小，使設(shè)備容量、損耗減小。無功補償?shù)陌l(fā)展過程就是對這一問題不斷深入的認識和解決過程[23，24]。牽引變電站注入電力系統(tǒng)的三相諧波電流相量表達式為 (21) (22) (23)式中電流分配系數(shù)是高壓B側(cè)相電流中僅由引起的這部分諧波電流與之比，并已計入牽引變壓器的變比，余類同。若不加以處理，將嚴重污染電網(wǎng)質(zhì)量。在其供電臂的末端即在兩個供電臂交界處設(shè)有分區(qū)亭，裝有分相裝置及短路器，對接觸網(wǎng)起到分段與保護的作用。電路機車通過受電弓及車輪，與接觸網(wǎng)導線軌道接觸，機車受電（）。在牽引變電所的負荷端口設(shè)置的單調(diào)諧濾波補償支路由C2L串聯(lián)而成，通常對n 次諧波從感性區(qū)域接近串聯(lián)諧振，使該次諧波下支路阻抗呈感性，以至不會出現(xiàn)濾波支路與系統(tǒng)的感性阻抗發(fā)生諧振，導致諧波放大；但在基波下呈容性，可用于基波下無功、負序的補償；考慮到工程上簡單可行，兩臂每組TSC采用相同結(jié)構(gòu)；另外，由于降壓變壓器漏抗的影響，隨著投入TSC的組數(shù)增加，包括降壓變壓器在內(nèi)的補償支路(7)次諧波容抗降低。經(jīng)過對TCT型SVC裝置抑制諧波電流、消除電壓波動理論等方面分析后,從實際投運2年多時間看,TCT型SVC裝置減少了電弧爐煉鋼對供電電網(wǎng)的影響。為了保證SVC裝置正常工作，則需監(jiān)控系統(tǒng)實時檢測靜補償裝置特別是TCR閥的運行狀態(tài)。 SVC（靜止型動態(tài)無功補償裝置）隨著電力電子器件的迅速發(fā)展,大功率交交變頻裝置在交流調(diào)速中得到了廣泛的應(yīng)用,但同時也出現(xiàn)了新的問題,即對電網(wǎng)造成的污染日益嚴重,產(chǎn)生這種污染的主要原因是用電負荷的電流波形中含有沖擊無功分量和高次諧波分量。無功功率補償裝置的主要作用是：提高負載和系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少設(shè)備的功率損耗，穩(wěn)定電壓，提高供電質(zhì)量。1961年8月15日，第一條電氣化鐵路寶成線寶雞至鳳州段建成通車，運輸效率顯著提高，揭開了我國電氣化鐵路建設(shè)的序幕。（3）補償諧波的裝置通常也都是補償基波無功功率的裝置，如LC濾波器、有源電力濾波器中的許多類型多可以補償無功功率?！痉桨傅谋容^與評價】某一時刻不同負載條件下，通過仿真結(jié)果可以求解出相應(yīng)的功率因數(shù)。繪制控制電路圖紙，撰寫設(shè)計報告。[關(guān)鍵詞]：電氣化鐵道 無功補償 晶閘管投切電容器 功率因數(shù)Study of Dynamic Reactive power Compensation in the electric RailwayZheng can0301 telemunicationsAbstract: The electrified railway with rich harmonics varies randomly, the power factor is too low to meet the national standards. Moreover, the negative phase sequence (n p s) current is serious. It is significant and urgent to settle those problems. The special power supply way of the electrified railwaythree phases are turned into two phase and special load situation, It is extremely apt to cause a large number of waves in harmony and inactive power. The paper introduces Thyristor Switched Capacitor (TSC) used in the power systems to pensate reactive power. The fundamental pensation proprinciple, classification , configuration of the main circuit. Characteristic produced to the inactive power of the electrified railway, through the thyristorswitched capacitor realized the inactive power is pensation, Switched different counts with TSC, by the MATLAB emulated the result, though paring to elect optimum switched groups, in order to improve the power factor.Keywords: electrified railways reactive power pensation power factorthyristorswitched capacitor第一章：綜 述 引言隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)、尤其是大功率變流、變頻裝置在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用給電力企業(yè)的電能變換帶來巨大方便，并在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。濾波裝置的設(shè)計要求是以最少的投資達到最佳的補償與抑制效果。直流制是將高壓、三相電力在牽引變電所降壓和整流后，向接觸網(wǎng)供直流電，這是發(fā)展最早的一種電流制，到20世紀50年代以后已較少使用。為解決上述問題人們進行了多方面的研究。而長年操作后彈簧會出現(xiàn)疲勞,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)操作10多年后在某些情況下,會發(fā)生晶閘管爆炸事故,門接點是此類故障的原因。為了抑制這些公害,改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，國外廣泛采用SVC。目前，國外一些國家開始采用晶閘管交流開關(guān)來改變補償裝置的無功出力,同時濾出一定量的諧波。提高電氣化鐵路功率因數(shù)有兩種方法：一是提高負荷（電力機車）的功率因數(shù)，這可通過改造原有電力機車或研制高功率因數(shù)的電力機車來實現(xiàn)；二是實時監(jiān)測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的無功功率，使功率因數(shù)始終保持較高值。50或60HZ工頻單相交流制是近四十年來發(fā)展起來的一種供電方式。（二）吸流變壓器供電方式將容量為數(shù)百千伏安，變比為1：1的電力變壓器每隔24公里設(shè)置于牽引供電回路中，它能迫使由大地返回變電所的機車電流絕大部分經(jīng)由鋼軌及回流線流回牽引變電所。 諧波源對電網(wǎng)的影響主要諧波源是電力機車，應(yīng)根據(jù)負荷率和每臂機車數(shù)量等數(shù)據(jù)對各機車產(chǎn)生的諧波電流進行合成，等效出諧波電流源，按無功補償要求和需要濾除的諧波確定支路數(shù)和裝機容量。為了反映這種利用程度，定義功率因數(shù)為： （32）由以上(29)～(32)4個定義式可得出正弦電路中各量之間的關(guān)系： （33） （34）對于含有非線性器件的非正弦電路，施以正弦電壓后，產(chǎn)生的電流發(fā)生畸變，不再是正弦。對于沖擊性無功負載還會引起電網(wǎng)電壓劇烈波動，供電質(zhì)量嚴重下降。其顯著特點是在于快速，平滑地調(diào)節(jié)容性和感性無功功率，實現(xiàn)補償，但這種靜止無功補償電路都離不開大容量儲能元件，且補償容量分別要按最大補償容量來選取，由于這些大容量儲能元件固有的時滯影響，使它們不能做到瞬時無功控制。根據(jù)電網(wǎng)的無功需求投切這些電容器，TSC實際上就是斷續(xù)可調(diào)的提供容性無功補償?shù)膭討B(tài)無功補償器。采用晶閘管與二極管反并聯(lián)方式，投資小。二、TSC常見的主接線方式有以下幾種（以晶閘管反并聯(lián)方式的晶閘管閥為例進行介紹）：1．三相控制的△接線方式（(a)）。3．采用接線方式（(c)）。 I=U/Zi。U=27500*exp(0j*pi/180)。) disp(39。Zlc2=Zl2+Zc2。 Uc3=I13*Zc3。Zi=Zlc*Z/(Zlc+Z)。Zc2=*j。 disp(39。Z=60+40*j。Ul2=I12*Zl2。致 謝五年的大學學習生活就要結(jié)束了。本論文是在范老師的悉心指導下完成的。 Ul3=I13*Zl3。 lc1=Zl1+Zc1。) disp(39。 U=27500*exp(0j*pi/180)。I1=U/Zlc。U I1 I11 I12 I13 I2 I Ul1 Uc1 Ul2 Uc2 Ul3 Uc339。Z1=(Zlc1*Zlc2)/(Zlc1+Zlc2)。),disp(abs([U,I1,I11,I12,I2,I,Ul1,Uc1,Ul2,Uc2])) disp(39。Zlc2=Zl2+Zc2。I2=U/Z。4．Y接線，沒有B相晶閘管閥，只控制A，C兩相的接線方式（圖(d)）。晶閘管重投時需考慮電容器的殘壓，原因是電容器兩端電壓不能突變，電源電壓和電容器殘壓的差值較大時觸發(fā)晶閘管會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這一沖擊會直接損壞晶閘管。該接線方式存在的問題是，晶閘管承受的最大反向電壓為電源電壓峰值的2倍。每一相都可以設(shè)計成分組投切，以提高靜態(tài)補償精度。另外，傳統(tǒng)的無功功率的定義和概念，只限于處理系統(tǒng)運行參數(shù)是正弦周期的情況，對功率急劇變化所出現(xiàn)的瞬變已不能適應(yīng)。由于無功功率會帶來設(shè)備投資和運行費用的增加、能耗以及電網(wǎng)供電質(zhì)量方面的后果，無功功率補償技術(shù)引起了人們的重視，這就是最初的功率因數(shù)補償技術(shù)。電流總有效值為：總諧波電流有效值為：為了反映電流的畸變程度，定義總諧波畸變率： （37）則根據(jù)正弦電路中有功、視在、功率因數(shù)的定義，有： （38） （39） （40）其中，稱為基波因數(shù)，稱為位移因數(shù)。衡量電氣化鐵道電網(wǎng)諧波是否超過國家標準允許值，根據(jù)以下兩項來判斷：(1)牽引變電站注入電力諧波電流的95%概率值的最大一相值是否超過國標限值。（三）自藕變壓器供電方式由自藕變壓器、正饋線、接觸導線、鋼軌和保護導線組成的牽引供電系統(tǒng)，它也能迫使絕大部分機車電流經(jīng)由鋼軌及回流線流回牽引變電所。將交流電的大容量整流器是裝在機車上的，在電力機車上仍然用直流串激電動機?，F(xiàn)在比較常用的無功補償裝置有兩種：一是開關(guān)投切電容器組；二是使用晶閘管控制電抗器（TCR）諧波含量大。TCR+TSC方式投資較大，結(jié)構(gòu)復雜，且TCR有損耗，產(chǎn)生一定量諧波。我廠煉鋼分廠就應(yīng)用了國產(chǎn)的第一套TCT型SVC裝置，取得了良好的效果。全部單個晶閘管的保護集成在LTT本身,使用過電壓保護預觸發(fā)控制,產(chǎn)生觸發(fā)功率的激光二極管的壽命經(jīng)實驗超過40年。在直流輸電系統(tǒng)中,可以通過調(diào)節(jié)換流器的控制角來調(diào)節(jié)無功功率,