鐵路10kV電纜貫通線電容電流補償度研究

鐵路10kV電纜貫通線電容電流補償度研究

       近年來，鐵路貫通線中電纜的使用比例在大幅提高，然而由于其負載較小，加之電纜本身的電容特性，使其末端電壓被抬升，可能會影響到電氣設備的正常運行，對高速鐵路的安全性和可靠性造成威脅，因此研究鐵路電纜貫通線電壓分布及無功補償具有重要意義。 本文在對電纜結構和參數進行分析的基礎上，建立了PSCAD/EMTDC電纜模型，并對調壓器和電纜的數學模型進行了分析。根據可能影響電纜貫通線電壓的因素，在不同條件組合下對自長度為120km以內的電纜貫通線進行了理論計算和PSCAD/EMTDC仿真計算，二者結果非常接近，驗證了模型的可行性。分析了電纜長度、系統阻抗、調壓器阻抗、電纜參數對貫通線的電壓分布影響，經仿真可知隨著電纜長度、系統阻抗、調壓器阻抗、電纜截面的增大，貫通線首末端的電壓也隨之增大。最后在系統阻抗、調壓器型號一定情況下，通過對不同型號電纜的實例仿真，用最小二乘法在MATLAB平臺上擬合出了較為準確的貫通線電壓與電纜長度的關系公式。 電纜線路容性無功的補償方式一般選擇并聯電抗器補償，本文分析了并聯電抗器補償位置對電壓分布的影響，通過對集中補償和分散補償電壓分布數據對比，建議在可能情況下盡量采取分散補償，以確保較好的電壓質量。 本文用PSCAD/EMTDC中的電力系統仿真元件庫對高速鐵路電纜貫通線進行了建模與仿真，并利用MATLAB強大的計算和數值分析能力進行了計算。理論計算和仿真的結果證實本文給出的電纜貫通線電壓公式和補償方案是正確可行的。