電氣化鐵路電力機車為波動性很大的大功率單相整流負荷，對于電力系統來說，電氣化鐵路牽引負荷具有非線性、不對稱和多變性的特點，產生三相不平衡的諧波電流和基波負序電流注入系統，將使供電系統的電壓產生波動。現在采用的SVC動態電容補償系統主要由晶閘管控制電抗器TCR+無源LC濾波器組成。無源濾波部分承擔濾除諧波及固定電容補償的作用，利用TCR動態調節SVC的無功輸出，動態補償電鐵系統不斷變動的無功需求。
本文以武嘉線梧桐泉牽引所的SVC系統為例，簡單介紹其系統原理，并對SVC在實際運行中的常見故障，提出維護檢修的安全對策與操作方法。
一.梧桐泉變電所SVC靜態電容補償系統工作原理
SVC系統如圖1.1接入變電所供電系統中，濾波器FC提供固定的容性無功Q­_ｃ­­­­，補償電抗器提供感性無功。只要能做到Q­­_N=Q_V－Q_C+Q_TCR=常數（或0），就能實現電網功率因數＝常數，電網電壓幾乎不波動。式中：Q_N為系統無功，Q_V為負荷無功。補償效果好壞的關鍵是準確控制晶閘管的觸發角，得到所需的流過補償電抗器的電流。可控硅閥和控制系統能夠實現這個功能。采集電流和電壓，求得補償無功值，計算得觸發角大小，通過晶閘管觸發裝置，使晶閘管流過所需電流。
TCR的控制元件是兩個反并聯晶閘管組，它們在電源電壓的不同半周輪流導通。當晶閘管的控制角a在90°到180°之間時，TCR部分導通(控制角為90°時完全導通)；增大控制角，其效果就是減少了電流中的基波分量，這相當于增大電抗器的感抗，減小其無功功率，就電流的基波分量而言，晶閘管控制電抗器是一個可控電納。
TCR電流的瞬時值為： ，
其它為0
等效電納為：
（式中：V是電壓有效值， 是導通角， ， 。）
TCR控制系統完成如下功能：通過檢測27.5 kV母線電壓、27.5 kV進線電流和TCR的電流，計算出可控硅的觸發角，控制電抗器電納值，達到無功補償的目的。
改變電抗器的導通角是用可控硅實現的。如圖1.2所示，控制可控硅的觸發角來改變電抗器的導通角。當觸發角增大時，電抗器的電納值增大減小，補償功率減小。圖1.2中 I 為電抗器電流，它隨觸發角α的增大而減小。
    SVC控制器采集的信號包含系統電壓Ua,Ub,系統電網電流Ia,Ib,TCR電流Itcr,通過對這些信號進行變換，得到系統信號的基波分量。綜合負載電流IA = Ia –Itcr。通過運算得到綜合負載的無功電流IAL,IBL。通過公式Q補= Qa = IAL *Ua，如果是兩相補償則Q補 = Qa + IBL *Ub。通過Q補得到系統的等效電納，從而得到觸發角，完成對可控硅的控制。
二. SVC靜態電容補償系統運行維護需注意的事項
1、SVC系統電壓采樣與27.5kV電壓小母線的接口。SVC電壓線不能短路，且必須保證極性正確。
2、SVC系統電流采樣與27.5kV進線斷路器流互的接口一致。這個接口接線必須停電作業。由于停電時間較短，所以在接線前應首先檢查SVC電流采樣回路的正確性，保證極性正確。接線完成后，還應檢查整個流互二次回路，確保回路無開路。
3、SVC電壓及電流采樣直接關系到控制系統對無功補償的計算，所以一定要保證極性正確，如果出現錯誤，則系統無法正常運行。
4、TCR運行一個月要進行一次清除灰塵處理，采用電吹風機除去功率柜散熱器及其它部分灰塵。
5、SVC裝置上的電抗器、電容器、放電線圈、避雷器在運行一年后按規定每年進行一次相應的絕緣檢查，如發現有熔斷器熔斷須立即按原規格更換。電容器有漏液，外殼明顯膨脹變形，外殼溫度異常升高及運行時有內部局部放電聲音時，須立即更換。運行的裝置每季度應停電檢查一次，各部位固定螺栓，導體的聯接螺栓須緊牢固，并對電抗器、電容器、放電線圈及避雷器、熔斷器表面進行檢查，清掃灰塵。
三.SVC系統常見故障及處理措施
1. 觸發脈沖丟失故障
如發生丟脈沖事故，將設備重新啟動后依據檢修工藝測量電源，如電源正常，發脈沖，如仍顯示丟脈沖狀態，請觀察脈沖丟失指示燈顯示是P+亮，還是P－亮。如果為P+燈亮以備用脈沖形成器更換正向脈沖形成器。如果P－燈亮，更換負向脈沖形成器，更換后，啟動設備，發脈沖，依檢修工藝測量脈沖，如正常，則維修完畢。
2. 可控硅擊穿故障
日常巡視如發現擊穿檢測指示燈熄滅，即表示該位置對應可控硅對存在故障，停電檢修時應予以更換。
更換時，首先確認小車處于拉出位，對電容器組充分放電，保證地線可靠接掛。
用萬用表確認可控硅對損壞位，將可控硅并聯母排拆除，再用萬用表分別測量單只可控硅，確認后，將損壞可控硅拆下，更換備用可控硅，更換后注意與脈沖盒連接線及BOD板連接線的正確恢復。將閥組完全恢復后，依檢修工藝做低壓導通試驗，試驗正常則維修完畢。
3. 更換脈沖隔離變壓器
設備發生事故，如電纜頭擊穿、丟脈沖，脈沖隔離變有異常響動等，需依檢修工藝對脈沖隔離變壓器進行絕緣測試，如不符合工藝要求，則更換備用隔離變。備用隔離變更換前請進行耐壓試驗，試驗電壓為85KV，并依檢修工藝進行測試。
4.溫度保護出口跳閘
當由于溫度過高引起跳閘時，應檢查空調是否正常運行，風機是否正常運行，是否按TCR裝置的日常運行監護及時啟動了風機。出現故障及時處理，待溫度降低后，按TCR裝置投入操作啟動TCR。
5.欠壓保護出口跳閘
此類保護跳閘故障最常見，當發生變電所失壓跳閘或PT斷線故障后，都由可能欠壓保護出口。當發生欠壓保護跳閘時，應停機檢查控制系統三相電源是否正常。當檢查電壓正常后，對保護裝置進行復歸后投入運行。
6.CPU死機故障
重新啟動，發脈沖，保持該狀態60分鐘。如果設備未再顯示死機故障，可重新投入運行。如果上電運行仍出現死機現象，則更換該控制板或綜合保護板。
7.補償電抗器過流跳閘故障
檢查過流相晶閘管是否擊穿，如有擊穿則更換擊穿的晶閘管；檢查高壓進線電纜是否擊穿，如有擊穿則更換。在TCR重新投入運行之前必須做低壓導通試驗和高壓柜連鎖試驗。各項操作嚴格按運行操作規程進行，注意安全。
四.結論
通過對變電所SVC系統原理及運行中存在問題的分析，逐步提高SVC系統在鐵路牽引供電系統中的可靠性和實用性，同時也提高了對SVC系統的維護和檢修能力。
 
 
參考文獻
 
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