TB T 2009-1987 牵引供电系统并联电容无功补偿的计算条件和方法.pdf

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1、B 中华人民共和国铁道部部标准T8 2009-87 牵引供电系统并联电容无功补偿的计算条件和方法1988-01-16发布1988-07-01实施中华人民共和国铁道部发布中华人民共和国铁道部部标准牵引供电系统并联电容T8 2009-87 无功补偿的计算条件和方法1 总则1 .1 本标准边j吕于铁路子主运单捆卫频(50日z)交流25kV(& 2 x25kV)牵引供电系统并联电容无功补偿的设计。1.2 牵引变电所采用不可调并联电容无功补偿装置，对供电臂集中补偿。1.3 并联电容无功补偿装置由电容器(组、串联电抗器和放电线圈组成。官可以提高功率因数，减少系统的电能损失，改善电压质量，同时吸收牵引供电系

2、统的高次谐波，减少谐波对其它系统的影响。1.4本标准包括对电容器(组)容量的选择，串联电抗器容量的计算，放电线圈的选型原则和电容器组、串联电抗器及放电线圈的参数计算。1.5 牵引闷的额定电压25kV;牵引变电所二次母线额起电压27.5kV(或2x27 .5kV) , 牵引变电所二次母线空裁电压29kV(或2x29kV)。Z 计算条件2.1 并联电容器元功补偿容量计算应恨据设计任务书规定的近期容、货运量确定，分别考虑货、容、空等列车的用电量。2.2 补偿装置的容量计算2.2.1 根据我国牵引供电系统的现状和国产韶山型机车的特性确定。牵引侧功率因数cOs0=0.820.83; 电据侧功率因数cOs

3、1=0.780.790 2.2.2 功率因数补偿的目标值按全国供用电规则要求，功率因数不低于0.90，且元功表不允许反转。2.2.3 并联电容元功补偿装置分别设在牵引侧的两相。补偿装置容量按臂平均功率计算。2.3 为提高滤波效果，串联电抗器的感抗XL与电容器容抗Xc之比(电抗比a=XdX，) 一般为0.12左右。2.4 电容器的过电压、过电流能力等应符合国际电工委员会(IEC)电力电容器的规寇。2.5 电抗器的参数及过负荷能力应与电容器(组)相匹配，除满足基波外，也应满足谐中华人民共和国铁道部1988-01-16批准1988-07-01实施TB 2009-87 波的要求。2.6 国产韶山型电力

4、机车谐波含有率的试验但(单台)见去10 表I机车型号I占波次数韶山1型i皆旅含有率In/hx 100% 韶山8型i皆旅含有率In/ltx 100 * 韶山a型i皆波含有率1n/11X 100% 电容补偿装置只对3、5、7次i皆波进行谐波校验，t它高次谐波忽略不r!。S 并联电害无功补偿装置的计算方法3.1 无功补偿诗算容量的计算Qx =PL (.1_.1_一1-JL-l1. (1) 、COS-CP1 l cO S- cpz 式中IQx一一无功补偿计算容量，kvar; COs守1一一补偿前电源侧功率因数;COSCPII -补偿后电源侧功率因数标准值，0.9, PL一一供电臂平均有功功率，kW。3

5、.2. 供电臂平均有功功率的计算8.2.1 供电臂平均有功功率PL=!PUMCOScpO. (2) 式中I1 P 一供电臂计算电流，人，UM一一牵引变电所二次母线额寇电压，kV; coscpo一一补偿前牵引侧功率因数。3.2.2 供电臂计算电流fpt=Ip一(3 ) 1 -q 。式中;Ip-一-供电臂平均电流，A; qo一一牵引变电所无带电列车概率。8.2. .3 供电臂平均电流的计算f p = 60-ZJVzA a UHT 式中，儿一各种列车在供电臂内上、下行总能耗，kVAh , N.一一各种列车对数，对jd.T 每日计算时间，ffi1nl 2 ( 4 ) TB 2009-87 UH-接触网

6、额定电压，25kV。3.2.4 牵引变电所无带电列车概率计算a. 两供电臂平均带电概率PA =IY_4i - nAT ( 5 ) PB=L.!吧!些丘i一-.(6) nBT 式中ItgAi、tgBi一分别为列车在供电臂(A或B)上、下行全部带电时分，mino nA、na一一分别为列车A、B供电臂列幸追踪间隔、单线区段为区间数。FEAt B =-277j . (7) T追式中:L. T i一-一供电臂列车上、下行总走行时分，min , T迫-一响列车追踪间隔时分，min。b. 供电臂无带电列车概率qA = (1 - PA) nA ( 8 ) qa= (l-PB) nB. (9) C. 变电所无带

7、电列车概率qoqo =qA qB (10) 3.3 电容器容量Qc计算3.3.1 Qc=KL.K.K.K.Qx(11) 式中1KL一一电抗器消耗无功系数，K 运行条件系数kV, mc二三旦c一._(1 9) Oonc FJ-h 。=XL/气图1O，=-q一-0宽kvar(20).-1一叩XL=Xc Q._._._._._.(21) L=_X-X103 mH 2 .7rf U，.=-卫一一U门kV (23) -1一1=一旦旦A Xc-XL 3.6 放电线圈选型原则3.6.1 根据IEC规定，与电容器直接连接的放电装置应能使电容器的剩余电压min内自4 飞/王Uc降到ov以下。3.6.2 放电线固

8、的参数TB 2009-87 a. 放电线圈的绝缘等级与l且在补偿装置应吁一致。b. 放电线圈的额定电压，与相联的电容器。且)额电压一致，用电压互感器兼做放电装置时，其二次额定电压和二次容量按继电保护要求确寇。C. 放电线圈的放电容哇按3旨在所接入的系统中长期运行的条件考虑，一般可按式25t算Q放=KF/三-QcR. (25) 式中IKF-放电线圈放电容吐系敖，一般为1.05左右zQc R一一-与放电线罔相联怆也容器的安装容量。d. 放电线固的放电时间!可放电电流为周期性振荡电流，贝IJ放电时间zt = 4. 6 - F 19 v/ _立二.(26) R Uca 式中:LF一一放电线国的电感，H

9、 , R一一放电线圈的电阻，Q (如用电压互感器作放:包装置，而其二次侧接有负载时，其电阻应换算到一次侧后，再一并考虑); u c.一一安全电压即放电的残压取50V，I1PO.05kV, t-一放电时间。8.7 并联电容补偿费置参数汇总麦表2) 5 TB 2009-87 表2并联电容补偿装置参数汇总表空载电压kV 29 (或58)锁定频率Hz 并联一一一一一一一-二回路电流A 电容补偿装置输出容量kvar 相数单相绝缘等级电抗比% 一单台电容器额定电压kV -一一一品一-一一一一_-，单台电容器额t电流A 一一_-+一电容器组)单台电容器额定电容量kvar 电容器组串联数并联数一一-一一一-一

10、一电容器(组安装容量kvar 电容器(组)工作电压kV 一一一一川一一电容器(组)工作电流A 电容器(组输出容量kvar 额定电压kV 一一一一一一-一一一-一一一一-一额寇电流A 一一一-额寇容量kVA 串联电抗器一额定阻扰Q 电感量roH 一一次额寇电压kV 二次额定电压kV 一一一i一-一一-一-放电线圈二次额宠容量VA d一一一一一一一一一_-一一放电容量一一一一一一一-一一台数一注z电容补偿装置纺线参见罔Al、图A2. 4 语班按验4.1 校验的原始资料4.1.1 负荷z供电臂最大负荷电流，A. 4.1.2 负荷电流高次谐波含有率川，np l 85， 7。4.1.3 基披阻抗za.受

11、电点短路容量最小运行方式Xo), 6 T8 2009-87 b. 牵引变压器相阻抗Xb:C. 并联电容补偿装置阻抗Xc、XLl4.1.4 原理线路(图2)l-x 谐波源Icn nX 一也-IW囹21L n l法源且次i皆波电流4.2 补偿装置回路分流比c n 1f:J计Jn:nX， = 一一一旦立一一二 . (27 Xo11卡(nXL-XC/n) 式中:XOr-牵引侧入端基波阻扰(含系统与牵引豆豆压器)0 4. Z. 1 牵引但1入端阻抗XOT的计算见表3。表3主变结线XOT计算相Y/t:.2 XS+Xb) 单相V/V2 Xs十Xb三相一二相斯科特2 Xs十XbXS:电源系统相阻抗，X b.牵

12、引变压器栩阻抗。4.2.2 牵引变压器基波相阻抗XbXh=一旦旦竖一。Sb100 式中IUd 一一变压器短路电压百分值FSb一一变压器额寇容量，MVAJ 当斯科特变压器时，Sb为单座容量，Uj俨)变压器牵引侧额寇电压，kV。4.2.3 电力系统相阻抗Xs的计算Xsz-gFL 7 TB 2009-87 咱_.式中:X s-一归算到牵引侧电力系统相阻抗1So 电力系统归算到受电点的短路容量，MVA, 4.3 并联电容无功补偿装置高次谐波流入量的计J):1. n = 1 e n ) n (30) 式中:1 c n一一补偿装置回路中的n次谐波电流4.4 电容器(组谐披校验U.j=U.1十UC)十UC5

13、十UC71.1UcH.(31) 1 c j =刀fIii千Y-;平n7-1.3IcH.(32) 式中IIcH-一电容器组标称电流，A , Ic j一电容器(组)校检电流，A , UC j-一一电容器(纽)校验电压，kV。U c n = _:，I_Icnxl03. (33) n=l、3、5、74.5 串联电抗器的谐波校验当串联电抗器结构为铁芯式或铁芯磁屏蔽式时，必须对磁路饱和特性进行较验，以保证电抗器阻抗的线性特性。串联电抗器的发热应考虑谐波电流的影响，电流有效值可按4.6计算。8 TB 2009-87 附录A电窑针尝装置结缉示意图(褂充作27.SI V 2LH ?-在am斗11斗GK 因A1 lX25kV系统9 TB 2009-87 一JI2YH 罔A22X25kV系统附加说明z本标准由铁道部提出。本标准由铁道部电气化工程局归口。本标准由电气化工程局电气化勘测设计院起草。本标准主要起草人李如霜，吴光息，徐敦清。10 55kV (K 叫四。但i1臼叫