【正文】 ilwayZheng 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。本文介紹了用于配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)木чl管投切電容器(TSC)的基本原理、分類、主電路形式。電氣化鐵道的特殊供電方式—三相變兩相及其特殊的負荷情況，極易造成大量的諧波和無功功率?！具M度安排】2008 年02月 1 日 2008 年2 月 20 日選題、調(diào)研、收集資料2008 年 2 月 21日 2008 年3 月 10 日論證、開題2008 年3 月 11 日 2008 年4 月 20 日設(shè)計（寫作初稿）2008 年 4 月 30 日 2008 年5 月 10 日修改、定稿、打印【參考文獻】[1] 伍小杰，白鑰，動態(tài)無功功率補償?shù)默F(xiàn)狀和展望，中國礦業(yè)大學信電學院，江蘇 徐州 221008 1001439X（2000）05001904.[2]．張巍，馬文營，楊洪耕，電氣化鐵道諧波抑制與無功補償?shù)淖顑?yōu)計算，四川大學電氣學院，四川 成都 610065 繼電器 第31卷 第八期 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電氣化鐵道的諧波含量多，功率因數(shù)低下，其單相獨立性又在電力系統(tǒng)中造成負序電流。比較功率因數(shù)的大小，投入3組TSC補償效果比較好，功率因數(shù)得到明顯提高。針對電氣化鐵道的無功產(chǎn)生的特點，選用晶閘管投切電容器（TSC）來進行無功補償，分別投切不同組數(shù)的晶閘管投切電容器（TSC），用MATLAB仿真出結(jié)果，通過比較選出最優(yōu)的投切組數(shù)，以提高功率因數(shù)。嚴重影響供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量，同時也影響自身的正常運行。無功、負序和諧波成為電氣化鐵道日趨嚴重并急需解決的問題。繪制控制電路圖紙，撰寫設(shè)計報告。設(shè)計方案應(yīng)可行并具有一定的先進性、經(jīng)濟性和實用性。畢業(yè)論文課題名稱： 電氣化鐵道動態(tài)無功補償 設(shè)計時間： — 系 部： 班 級： 姓 名： 指導教師： 總 目 錄 第一部分 任務(wù)書第二部分 開題報告第三部分 畢業(yè)設(shè)計報告第 一 部 分任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書系 部電子工程系指導老師職 稱學生姓名班 級學 號03490158設(shè)計題目電氣化鐵道動態(tài)無功補償設(shè)計內(nèi)容目標和論文要求畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和目標：調(diào)查研究、查閱電氣化鐵道動態(tài)無功補償方面的文獻并搜集相關(guān)資料；了解電氣化鐵道動態(tài)無功補償?shù)囊蠛桶l(fā)展現(xiàn)狀；介紹本課題的設(shè)計思路，確定設(shè)計方案并加以闡述；撰寫開題報告；說明設(shè)計成果及主要參考文獻。畢業(yè)設(shè)計論文要求：正文要求在8000字以上；論文包括摘要、目錄、正文、參考文獻、致謝；按學院論文統(tǒng)一標準格式撰寫。學生簽名教研室審核 第 二 部 分開題報告畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告書學生姓名專業(yè)班級學號題 目電氣化鐵道動態(tài)無功補償指導教師職稱學 位題目類別□ 工程設(shè)計 □ 基礎(chǔ)研究 □ 應(yīng)用研究 □ 其它【課題的內(nèi)容與要求】查閱電氣化鐵道動態(tài)無功補償方面的相關(guān)資料；了解電氣化鐵道動態(tài)無功補償要求和發(fā)展現(xiàn)狀；確定設(shè)計方案；并進行相關(guān)控制的電路方案設(shè)計和程序設(shè)計?！厩把浴侩姎饣F道的諧波含量多，功率因數(shù)低下，其單相獨立性又在電力系統(tǒng)中造成負序電流。電氣化鐵道的特殊供電方式—三相變兩相及其特殊的負荷情況，極易造成大量的諧波和無功功率。本文介紹了用于配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)木чl管投切電容器(TSC)的基本原理、分類、主電路形式?！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)?！绢A(yù)期的效果及指標】電氣化鐵路的無功功率補償，基于MATLAB的仿真結(jié)果表明:用晶閘管投切電容器(TSC)來對電氣化鐵道進行無功補償，對同一負載和不同負載的情況下，分別投入一組、兩組、三組晶閘管投切電容器(TSC)，對他們的結(jié)果進行比較，某一時刻相同負載的情況下投入2組TSC時，以及某一時刻不同負載情況下投入3組TSC，補償效果比較好、功率因數(shù)較高，很好地改善了供電質(zhì)量,提高了供電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。無功、負序和諧波成為電氣化鐵道日趨嚴重并急需解決的問題。嚴重影響供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量，同時也影響自身的正常運行。針對電氣化鐵道的無功產(chǎn)生的特點，選用晶閘管投切電容器（TSC）來進行無功補償，分別投切不同組數(shù)的晶閘管投切電容器（TSC），用MATLAB仿真出結(jié)果，通過比較選出最優(yōu)的投切組數(shù)，以提高功率因數(shù)。但這些裝置功率因數(shù)往往很低，給電網(wǎng)帶來額外負擔并影響供電質(zhì)量，同時還給電網(wǎng)帶來日益嚴重的諧波污染。無功補償裝置的主要作用包括提高負載和系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少設(shè)備容量和功率損耗，穩(wěn)定電壓，提高供電質(zhì)量，長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力，平衡三相負載的有功和無功功率等。諧波抑制和無功補償是兩個相對獨立的問題，但是兩者間的聯(lián)系非常緊密：（1）存在諧波的情況下，無功功率的定義和諧波有密切的關(guān)系，諧波除本身的問題之外,也影響負載和電網(wǎng)的無功功率，影響功率因數(shù)。（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。但是，由于電氣化鐵路的負荷特殊，所產(chǎn)生的諧波、負序不僅影響到電鐵牽引站的供電可靠性，對當?shù)仉娋W(wǎng)的安全可靠運行也產(chǎn)生了十分不利的影響。（1）無源濾波器裝置，即由電力電容器、電抗器、電抗器和電阻器適當組合而成的濾波裝置。（2）靜止無功補償器雖然可以根據(jù)無功功率需求量自動進行補償，適合抑制快速變化的畸變負荷（如電力機車）所產(chǎn)生的電壓波動和閃變，但是也必須注意它們自身所產(chǎn)生的諧波影響。在電鐵牽引變電所加裝無源濾波器，不僅可以吸收諧波電流，而且也能提高功率因數(shù)和電壓質(zhì)量。 電氣化鐵道的發(fā)展及特點和傳統(tǒng)的蒸汽機車或柴油機車牽引列車運行的鐵路不同，電氣化鐵路是指從外部電源和牽引供電系統(tǒng)獲得電能，通過電力機車牽引列車運行的鐵路。電氣化鐵路具有運輸能力大、行駛速度快、消耗能源少、運營成本低、工作條件好等優(yōu)點，對運量大的干線鐵路和具有陡坡、長大隧道的山區(qū)干線鐵路實現(xiàn)電氣化，在技術(shù)上、經(jīng)濟上均有明顯的優(yōu)越性。此后，隨著科學技術(shù)的發(fā)展、鐵路運量的增長和對能源利用率的重視，全世界電氣化鐵路營業(yè)里程逐年增加，到90年代初，在130余萬公里的鐵路中，電氣化鐵路有18萬公里，%。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。電氣化鐵路的牽引動力是電力機車，機車本身不帶能源，所需能源由電力牽引供電系統(tǒng)提供。變電所設(shè)在鐵道附近，它將從發(fā)電廠經(jīng)高壓輸電線送來的電流，送到鐵路上空的接觸網(wǎng)上。沿著鐵路線的兩旁，架設(shè)著一排支柱，上面懸掛著金屬線，即為接觸網(wǎng)，它也可以被看作是電氣化鐵路的動脈。牽引供電制式按接觸網(wǎng)的電流制有直流制和交流制兩種。交流制是將高壓、三相電力在變電所降壓和變成單相后，向接觸網(wǎng)供交流電。我國電氣化鐵路的牽引供電制式從一開始就采用單相工頻（50赫茲）25千伏交流制，這一選擇有利于今后電氣化鐵路的發(fā)展。 無功功率補償簡介功率因數(shù)，是對電能進行安全有效利用的衡量標準之一。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。目前，國內(nèi)電網(wǎng)采用的電容補償技術(shù)主要是集中補償與就地補償技術(shù)。下面是幾種常用的補償裝置。上述第二種又可分為：固定連接電容器加可控硅控制的電抗器(fixed capacitor＆thyristor controlled reactor，F(xiàn)C－TCR)；可控硅開關(guān)操作的電容器加可控硅控制的電抗器(thyristor switched capacitor＆thyristor controlled reactor，TSC－TCR)[3]。由于牽引負荷的劇烈變化,便造成輕載無功的過補償和重載無功的欠補償,其結(jié)果均造成牽引供電系統(tǒng)功率因數(shù)偏低。研究用可關(guān)斷晶閘管(GTO)構(gòu)成無功補償電源(SVG)對牽引供電系統(tǒng)進行無功補償?shù)脑砗蛯崿F(xiàn)方法。當用GTO 取代SCR 構(gòu)成換流器時,就可以使換流器在D 角為正或為負的狀態(tài)下都能運行, 這樣換流器既能發(fā)出無功功率,也能吸收無功