并联电抗器在长电缆电力贯通线电容电流补偿中的应用

１２２　上海铁道科技２０１０年第１期　并联电抗器在长电缆电力贯通线电窨电流礼偿巾的应用　摘　要阐述电容电流过大的危害，　分析电容电流的补偿原理，讲述电力　贯通线电容电流的补偿分析计算，并　介绍并联电抗器的应用。　关键词电抗器电容电流补偿应　用　为提高对铁路沿线用电负荷的供电　可靠性，在铁路沿线每４０ｋｍ～７０ｋｍ设置　一座变、配电所，两变、配电所问沿铁路　以电线路相连，该线路称为电力贯通线。　每条贯通线可分别由其两端的变、配电　所供电，通常一端主供，另一端备用　１问题的提出　配电线路按结构可分为两大类：架　空线路和电缆线路。长期以来，我罔铁路　电力贯通线大都以架空为主　随着国民　经济和城镇建设的快速发展，使得架　电线路路径受环境限制越来越大。加Ｊ　电缆线路具有受环境影响小、安全性好、　供电可靠性高、不占地面　空问、不暴露　同标、美化城市环境等一系列优点，电缆　在铁路电力贯通线中比例不断卜升．．在　铁路客运专线电力系统中，甚至采用了　全电缆电力贯通线。　电缆具有较大的相问及相对地电　容，故在正常运行和单相接地时，都有电　容电流流过线路。与架　线路相比，电缆　线路对地电容是架李线路的几＿卜倍、电　缆比例的提高，甚至采用全电缆线路，显　著加大ｒ供电系统的电容电流。　电容电流增大存存一系列弊端，主　要有：　王学明合宁铁路有限公司　ｆ】）正常情况下，长距离线路空载末　端电压超出额定电压，空载切除线路会　引起操作过电乐。　ｆ２１电容电流增大，超｝ｆＪ了隔离开关　分段能力，不利于快速分段查找故障。　（３）发牛单相接地时，接地电弧不易　自行熄灭，容易造成相间短路，降低供电　可靠性：　（４）单相接地故障易发生电弧接地过　电压。在一个上频周期内，健全相过电压　可达正常相电压的２．５倍～３．５倍，使系　统内绝缘薄弱的设备被放电击穿，造成　设备损坏．　（５）电容电流过大　感性电流过大一　样，将导致系统的功率冈数降低。一方面　使供电系统内的电气设备容量不能得到　充分利用，另一方面增加电网中输电线　路上的有功功率损耗，还会增加用电企　业的电费支　：　囚此。合理补偿电缆线路的电容电　流，成为保证长电缆电力贯通线安全、稳　定运行的关键：　２电容电流的补偿　２．１补偿原理　南电工学原理知道，在交流电路中，　电感元件总是阻碍通过其电流的变化，　使得电流滞后于电压；电容元件总是阻　碍其电压的变化，使得电压滞后于电流：　纯电感负荷Ｌ中的电流ｉ　滞后端电压　９０。，而电容Ｃ中的电流ｉ　则超前端电压　９０。，所以。电容器中的电流与电感负荷　巾的电流在相位上相差ｌ８０。。如图１，如　果在电容两端并联电感，由于电感巾的　电流方向与电容中电流方向相反，就能　减少接地电流，甚至完全抵消接地电流。　适当选择参数，可以使　ｆ＝ｆＬ＋Ｉ（　＝０　ｎ—　ｒ１　一　卜Ｌ』一ｔ　图１　电容和电感中的电流　（ａ）　等值电路　（ｂ）相量图　ｆ　０～ｕｍ因为　　，　Ｊ　“一，　】　所以　Ｉ；－Ｌ　ｌｒｌ壶～　ｉ１　、ｊ【　｝　一０　）　若电路中电容ｃ为已定，则按ｃｏＣ＝　Ｊ　Ｌ确定的电感值，把　和电容并联起　来，两个元件上的电流就相互补偿，使线　路中的无功电流为０，如图２所示：　　ｒ●　＿　、．　．　耵，　．　Ｉ　　．＋　＋图２　补偿电容电流的方法　根据这一原理，实际应用中广泛采　用并联电抗器补偿电缆的电容电流，如　图３。　、．　　．＋　Ｌ　图３　电抗器补偿电容电流　２．２电缆电容电流的规定　《铁路电力设计规范》（ＴＢ１０００８—　并联电抗器在长电缆电力贯通线电容电流补偿中的应用　１２３　２００６）８．４．５条规定，长电缆线路电容电　所示。　响，工程中，在该贯通线首、末端，即黄庵　配电所、高里变电所所外设２００ｋＶａｒ干　式并联电抗器各１台。　（３）电抗器补偿后的残流计算　２３　掌　，　、　囊玉纂　二二蔷　２２．２２Ａ，补偿后线路电流为：Ｉｃｏ—　＝　：Ａ　至竺　苎篓　竺槲构　：　曾　嘉　２５．０６—２２．２２＝２．８６Ａ＜５Ａ，满足《铁路电力　彗　差　Ｎ～ｏ　Ｃｙ一　答　电Ｈｄａｌｆ容ｌｈ４电Ｘ）流＼相，ＩＩ对Ｉ１－较９４，ｂ　ｏ　Ｎ　Ｎ　￣　设计规范》（ＴＢ１０００８—２００６）８．４．５条规　主譬　问　容苎　。：。　妻　苎　Ｉ＇Ｖ＇Ｊ　鬲　；　：‘　建黄庵配　ｃ　！　翟！　寰的　容电所。：　’　荔　：　定　：　。单　电流为＝３喜　：’取ｆ蒜　；　山　Ｕｑｏ　∞　Ｌｕ　ｆ３　～……～　…。　。一，、＋　采用　图７是补偿后的电路等效图。电抗　姜　淼段　器电感电流ｊ，＝Ｓｅ／３Ｕｑ￣＝４ｏｏ／（３　ｘ６）＝　。　，　　，。　＿－一　一　一Ｌ＿ｚ　＝２　３　；容电　蒿　莲　　／黧　：、．卜．　ｃｏ一线路始端电容电流，Ａ；　＿…　…ｒ＾　喜寿　荤　晶荐　一………………　簦　誊　图７　电抗器补偿后的电流分布　（４）实际应用及效果　基于同样道理，通过仿真计算确定：　黄庵～高里二贯首、末端分别设１５０ｋＶａｒ　固定电抗器各１台；黄庵～合肥一贯首、　末端（设置在罗岗线路所远动箱变内）设　２００ｋＶａｒ固定电抗器各１台；黄庵～合肥　东二贯首、末端（设置在罗岗线路所远动　箱变内）设１５０ｋＶａｒ固定电抗器各１台。　考虑当合肥东所作为主供所向黄庵方向　二贯供电，在ｊ三十里铺１基站、肥东车　站、肥东４基站处分别设置了７６ｋＶａｒ的　固定电抗器。图８是合宁铁路贯通线补　偿电抗器分布图。　单相电容无功功率：Ｑ』＝∞ｃ１　Ｊ｜　。＝　３１４　ｘｏ．１９￣１０　系统运行后，进行了空载试验。一贯　　×７ｏ　ｘ６０ｏ０２　７ｌｏＯ０＝　试验结果如下：１５０．３４ｋＶａｒ，三相容性无功功率Ｑｃ＝３ＱＪ二　图５　电容电流的等效电路　①全电缆分闸时，不会产生过电　②合闸时，产生冲击电流。线路最　过电流。　３ｘ１５０．３４＝４５１．０２ｋ｝￣ｒ。按照７５％的补偿　压、度，并联电抗器的容量为ｏＪ＝０．７５Ｑｃ＝　７５ｘ４５１．０２＝３３８．２７ｋＶａｔ。为了预防长线　长的黄庵　合肥一贯（９０ｋｍ）在电抗器全　３合宁铁路电力贯通线电容电流的补偿　ｏ．　路充电功率对合闸及线路电压升高影　部投运时，冲击电流达到（下转第９７页）３．１合宁铁路高压供电系统方案　新建合宁铁路高压供电系统设计方　案为：新建高里３５／１０ｋＶ变配电所和黄　庵ｌＯｋＶ配电所。全线新建２路ｌＯｋＶ电　力贯通线路，其中第１贯通线采用单芯　全电缆（５０ｍｍ。）；第２贯通线采用三芯　电缆（７０ｍｍ　）和架空混和方案。一贯接　入既有合肥客站１０ｋＶ配电所，二贯接　自　车斑电所ｒ——ｒ　一１ｒ　—　Ｌ５０ｋＶａｒ　７（ｊｋＶａ　岗远　前稿变　卅里铺１　通信基站　肥柬远　肥东４　动箍蹙　通信基站　人既有合肥东３５／１０ｋＶ变电所，如图６　图８　合宁铁路电力贯通线电抗器分布图　关于近两年全局劳动争议典型案件的分析和思考　９７　于路局制订的规章制度重视不够，出现了对法律法规和规章　制度内容不了解或不能正确掌握的情况。二是对于劳动合同　履行过程中的一些基本程序也不掌握，遇到事情绕道而行。　三是在接待职工上访时，对相关政策理解不深，解释时给职　工留下了提起仲裁、诉讼的依据。四是发生劳动争议后，不知　如何应对，不能针对职工的仲裁申请标的，收集应对的相关　证据材料。　４启发和思考　路局劳动用工管理的基本制度。三是路局制订的劳动用工管　理制度应加强操作性，对劳动合同的签订、履行、变更、解除、　终止的过程管理进行量化、细化作出具体规定。　４．３减少劳动争议的发生，必须要规范日常管理工作　已发生的３７件劳动争议案件因在日常管理过程的不规　范而引发争议的，占有一定的比例，因此，要采取有效措施规　范劳动用工管理人员的日常管理工作。笔者认为建立劳动用　工管理考核机制是规范劳动用工管理人员行为的有效方法，　为此，一是路局主管部门要建立对全局统一的考核制度，明　４．１减少劳动争议的发生，必须要加强培训，提高劳动用工管　理人员政策水平　从３７件争议案件发生原因分析，因管理人员操作不规　范、不到位引发管理瑕疵的占有较大比例，因此，加强对各单　位劳动用工管理人员的业务和劳动法律知识培训，是规范劳　动用工管理和减少劳动争议发生的重要方法和途径。为此，　要建立正常的培训制度，定期对各单位劳动用工管理人员　进行业务培训。二要建立及时培训机制，对新颁布出台的劳　一确量化考核的具体内容，定期进行检查考核评比，激励各单　位做好劳动用工管理工作。二是各单位应根据路局的考核制　度，制订实施细则，形成两级考核评比体系，增强管理人员的　责任性和荣誉感。三是各单位应对劳动用工管理建立计算机　的动态管理模式，对劳动合同的履行全过程进行及时管理。　４．４减少劳动争议的发生，必须注重充分发挥企业内部劳动　争议调解组织的作用　动用＿工＝管理规定和新颁布实施的劳动法律法规进行学习贯　彻落实。三要经常对各单位劳动用工管理人员开展业务交　流，提高他们知法、用法的水平，形成一支能懂法、会用法、重　程序、会操作的劳动用工管理队伍。　４．２减少劳动争议的发生。必须要强化制度建设　３７件劳动争议案件有１７件是原告以撤诉方式结案的，　占案件总数４５．９％，撤诉结案也是双方当事人协商一致的结　果。因此，通过双方沟通、协商是从源头上有效预防和处理劳　动争议案件的有效途径和方式。一是要高度重视发挥各单位　随着《劳动合同法》、《劳动合同法实施条例》的实施，国　家从法律层面上对企业劳动用工的过程管理、程序管理要求　越来越严格。同时，职工的自我维权意识逐步提高，在涉及到　其切身利益时，通过仲裁、诉讼途径，行使自我保护权。因此，　路局应与时俱进，加强劳动用工基本制度的建设。一是对现　行的劳动用丁管理规章制度进行全面梳理，对其中已不适应　的用工管理规定要及时予以废止或修改，减少用工管理制度　与国家劳动法律法规之间存在的冲突。二是根据劳动法律法　规及上级劳动用工管理的要求及时制订相关管理制度，完善　（上接第１２３页）３８Ａ，接近于所内整定值（４２Ａ）。故空载合闸　时，配电所内开关不会产生弹跳。　劳动争议调解委员会的作用，积极从劳动争议的萌芽状态入　手，提前介入，防止小矛盾发展为大矛盾，简单争议发展为复　杂争议。二是充分发挥各单位工会组织在劳动争议调解委员　会的作用，工会组织作为调解委员会的负责部门，提出对争　议的处理建议容易被当事人接受。三是各单位产生劳动争议　后要引导职＿ｒｒ通过协商、调解、仲裁、诉讼途径处理争议。四　是要充分发挥企业行政、党委、丁二会齐抓共管的优势，形成各　方共同合力处理劳动争议案件。　责任编辑：万宝安　来稿日期：２０１０—０１～０５　４结束语　铁路１０ｋＶ配电网络中电缆比例的不断提高，电缆电容　电流及其对配电网络的影响越来越大。并联电抗器可有效　补偿电缆网络的电容电流，对吸收充电功率、降低工频电压、　保证电压质量、提高电网运行的稳定性和经济性具有重要意　③线路上带有电抗器分闸，线路电压在０．５１９５ｓ内衰减　到１．０６ｋＶ；不带电抗器分闸，线路电压在０．２８ｓ内衰减到　０．８６ｋＶ，可满足自动重合闸及相邻配电所之间备自投的要求。　线路空载情况下黄庵配电所主供（可调电抗器投入）时　一义。随着配电网络的不断扩大，电缆线路的大量使用，并联　电抗器在铁路供电系统中会得到更加广泛的使用。　参考文献：　【１】ＴＢ１０００８—２００６，铁路电力设计规范ｆ３１周丽洁电缆线路电容电流补偿分析贯末端线路电压情况如表１，满足《铁路电力管理规则》（铁　运ｆｌ９９９１１０３号）中关于１０ｋＶ三相供电用户受电端电压不超　过额定电压±７％的要求。　表１　线路空载情况下黄庵配电所主供时一贯末端线路电压　供电臂一　Ｉ黄庵～高里一贯　线路长度　相别　首端（黄庵所）　Ｕａｂ　１０．４ｌ　ｋ　－　中国铁道出版社．２００７年　西铁科技．２００６，３：２１—２２　中国电力出版社，２００８年　末端　１０６４　ｋＷ　．电压抬高　２．２１％　ｆ２］刘金生编著供用电节能使用技术　中国水利水电出版社，２００９年　［４］孙田星主编电力网及电力系统应用技术７０ｋ　：　Ｕｂｃ　Ｕｃａ　Ｕａｂ　１０．４２　ｋ矾。　１０．４２　ｋＶ・、　ｇ．６８　ｋｇ＊　１０．６７　ｋＶ　、　１０．６５　ｋ　１０．１８　ｋＶ　２．４０‰，　２．３０％　５．１７　≯　责任编辑：宋飞　黄庵～合肥一贯　９０ｋ　ＩＩｂｃ　Ｕｔａｈ＂　９．６７　ｋＶ　９６７　ｋＶ　．１０．２４　ｋ　１０．２８　ｋＶ　５．８９％－＂　６．３１秘　来稿时间：２００９—１２—７