一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿方法

摘要

本发明公开了一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿方法，采用一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿装置，具体步骤为：检测母线电压、母线电流和补偿网络的电流；提取母线电压、母线电流和补偿网络的基波信号，并经ADC电路转换为数字信号发送给控制器；控制器依次采用对称分量法、平衡补偿法对数字量的母线电压、母线电流和补偿网络的基波信号进行处理，得到补偿网络各相补偿导纳；模糊PI调节器根据补偿导纳和晶闸管触发角的关系得到补偿网络的晶闸管触发角；控制器发出触发脉冲经驱动电路发送给晶闸管的门极。本发明的一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿方法，能够完全补偿无功功率，使负序电流得到彻底消除，并且补偿容量不受限制。

主权项

一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿方法，其特征在于，采用一种用于电气化铁路V/V变压器的无功补偿装置，包括依次连接的供电网(1)、母线电压电流检测电路(2)、带通滤波器(4)和SVC控制电路(3)，所述供电网(1)还和V/V变压器一次侧绕组(5)连接，所述V/V变压器一次侧绕组(5)和V/V变压器二次侧绕组(6)耦合连接，所述V/V变压器二次侧绕组(6)的ac接线端、bc接线端分别与机车负载a(7)和机车负载b(8)连接，所述V/V变压器二次侧绕组的ab接线端、bc接线端和ca接线端分别连接SVC补偿电路(9)，所述bc接线端的SVC补偿电路(9)与机车负载b(8)并联，所述ac接线端的SVC补偿电路(9)与机车负载a(7)并联；所述母线电压电流检测电路(2)包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器的两端分别与供电网(1)和带通滤波器(4)连接；所述电流互感器的两端分别与供电网(1)和带通滤波器(4)连接；所述SVC补偿电路(9)包括相并联的TCR电路(12)和FC电路(13)；所述TCR电路(12)由晶闸管和电抗器组成，所述FC电路(13)由相互并联的三个单调谐滤波器和一个高通滤波器组成；所述SVC控制电路(3)包括依次相连接的ADC电路(10)、控制器(11)和驱动电路(14)，所述ADC电路与带通滤波器(4)连接，所述驱动电路与三个SVC补偿电路(9)连接；具体按照以下步骤实施：步骤1，采用电压互感器检测母线电压U_A、U_B、U_C；采用电流互感器检测母线电流I_A、I_B、I_C和三个SVC补偿电路(9)的电流I_ar、I_br、I_cr；步骤2，采用带通滤波器(4)提取步骤1中检测到的母线电压U_A、U_B、U_C的基波分量的瞬时值、母线电流I_A、I_B、I_C的基波分量的瞬时值和三个SVC补偿电路(9)的电流I_ar、I_br、I_cr的基波分量瞬时值，并将所述的母线电压U_A、U_B、U_C的基波分量的瞬时值、母线电流I_A、I_B、I_C的基波分量的瞬时值和三个SVC补偿电路(9)的电流I_ar、I_br、I_cr的基波分量瞬时值经过ADC电路(10)转换为数字信号发送给控制器(11)；步骤3，控制器(11)采用对称分量法对步骤2中的得到的数字量的母线电流的基波分量的瞬时值和三个SVC补偿电路(9)的电流的基波分量瞬时值进行处理，分别得到母线电流和三个SVC补偿电路(9)的电流的零序、正序和负序分量，步骤3具体为：步骤3.1，根据电压电网完全对称得到三相线电流的第一表达式为：$\begin{array}{c}{I}_A=[Y_{AB}(1-{\alpha }^2)-Y_{CA}(\alpha -1)]U\\ I_B=[Y_{BC}({\alpha }^2-\alpha )-Y_{AB}(1-{\alpha }^2)]U\\ I_C=[Y_{CA}(\alpha -1)-Y_{BC}({\alpha }^2-\alpha )]U\end{array},---\left(1\right)$式中，Y_AB，Y_BC，Y_CA分别表示电网侧各相对应的导纳值，U表示三相母线电压有效值；步骤3.2，根据对称分量法，得到三相线电流的第二表达式为：$I_0=\frac{[I_A+I_B+I_C]}{\sqrt{3}},---\left(2\right)$$I_1=[I_A+{\mathrm{\alpha I}}_B+{\alpha }^2{I}_C]/\sqrt{3}$$I_2=[I_A+{\alpha }^2{I}_B+{\mathrm{\alpha I}}_C]/\sqrt{3}$式中，I₀，I₁，I₂分别表示电流的零序、正序、负序对称分量；步骤3.3，将步骤3.1中得到的三相线电流的第一表达式代入步骤3.2中得到的三相线电流的第二表达式中，得到电流的零序、正序和负序对称分量为：$\begin{array}{c}{I}_0=0\\ I_1=\sqrt{3}(Y_{AB}+Y_{BC}+Y_{CA})U\\ I_2=-\sqrt{3}({\alpha }^2{Y}_{AB}+{\mathrm{\alpha Y}}_{BC}+Y_{CA})U\end{array};---\left(3\right)$步骤4，控制器(11)采用平衡补偿方法对步骤3中得到的母线电流和三个SVC补偿电路(9)的电流的零序、正序和负序分量进行处理，得到三个SVC补偿电路(9)的补偿导纳；步骤5，模糊PI调节器根据补偿网络导纳值和TCR中晶闸管触发角的关系得到三个SVC补偿电路(9)的晶闸管触发角；步骤6，控制器(11)根据步骤5中得到的触发角发出触发脉冲，触发脉冲经驱动电路(14)发送给晶闸管的门极，控制晶闸管的开通与关断，对无功功率和负序电流的进行快速跟踪和动态补偿。