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图2MCR动态无功补偿装置系统图
四、现场试验分析
MCR动态无功补偿装置于2011年1月27日在某铁路牵引变电所投入使用。牵引变电所主要担负着某铁路全线(1#馈线和3#馈线)电气化铁路的牵引供电任务,主变容量2×26000KVA。经统计发现,自2011年1月27日开通至2011年8月份,牵引供电系统功率因数一直很低,最低时月平均功率因数达0.33左右。
1、原因分析
某专用线管内的电力机车以国产和谐号和SS4为主,单台功率约为700KW-900KW。交直型电力机车采用半控桥式整流装置,通过控制晶闸管的导通角来实现机车出力的调节。这一控制方式使得交直型机车的固有功率因数较低,在0.8左右。同时电气化铁道具有较强的波动性、不均衡、低力率(低功率因数)和非线性特点,对牵引供电系统造成以下影响:
(1)MCR型动态无功装置的参数设置问题。(调节参数难以确定)
(2)负载不平衡及负序问题;
(3)高次谐波问题;
(4)无功。即功率因数问题;
(5)冲击性牵引负荷引起的电网电压波动与闪变;
经过多次的数据监测、测试结果显示,牵引变电所采用的MCR(动态无功补偿)装置是厂家第一次用于铁路牵引变电所。该MCR设备大部分用于发电厂、煤矿等平衡负载中。实际工作当中不能按照铁路牵引供电的特点进行补偿。主要表现在该设备内部硬件及软件系统存在一定的延时及误报问题,关键时刻就因误报导致MCR停止补偿。这样不仅造成了设备的寿命减少,还造成了大量的电能浪费。为解决这一根本问题,牵引变电所积极联系厂家反馈问题所在,反复多次调试、更换相关部件、精确记录运行中的各种数据,对比参数,找出影响力率的各种因素,其主要表现在如下几方面:
(1)后台控制范围未释放更多的补偿容量;
(2)DSP芯片初期设计的工作模式不符合现场综合自动化系统设计要求;
(3)控制柜测量检测数据传输接线错误,导致CUP计算出来的补偿无功经常出现负值,影响了励磁控制柜的正确跟踪目标补偿效果
(4)励磁控制柜光电转换板出现问题,数据不能及时传输到主控制器上;
(5)就地控制箱内MCR温度、电压检测模块设计存在严重缺陷,该模块内部结构设计的是时刻检测输入电压的电压高低、缺相。而铁路供电本身就是不平衡供电的,即本身就是缺相的,故该设备一直不能正常工作,导致MCR本体一直处于过温报警,后台控制器一接收到报警就自动停止向MCR本体发送角度,停止补偿。
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