高速铁路牵引变电所功率因数异常分析

张晓鹏，孟志强，夏小舫，薛 野，黄彦全，李无悔

0 引言

交直交型高速列车牵引传动系统四象限脉冲整流器通过网侧电流跟踪给定值来实现网侧单位功率因数，额定工况牵引负荷功率因数可达0.993（滞后）[1]，牵引变电所不需设置无功补偿装置[2]。郑渝高速铁路郑襄段自2019 年12 月1 日正式开通运营以来，中国铁路郑州局管内多座牵引变电所功率因数较高，部分变电所月平均功率因数高达0.999，但郑州南变电所功率因数严重异常，平均功率因数仅为0.438，每月需支出数额巨大的功率因数调整电费。

1 郑州南变电所功率因数分析

郑州南变电所各月的电量和功率因数如表1所示，功率因数采用有功反送不计、无功反送正计方式计算。

表1 郑州南变电所月电量和功率因数

郑渝高铁郑州局管段各变电所的月均电量和功率因数如表2 所示。

表2 郑渝高铁变电所月均电量和功率因数

由表1 和表2 可以看出，郑州南变电所正向无功电量远高于其他变电所，且高于本所正向有功电量，达到正向有功电量的1.95 倍，而其他变电所正向无功电量与正向有功电量之比的平均值仅为0.11。相对恒定且数值较大的正向无功电量是引起郑州南变电所功率因数严重异常的主要原因。

2 郑州南变电所电缆容性无功

2.1 郑州南变电所馈线上网电缆

高速铁路牵引变电所27.5 kV 开关设备普遍采用GIS 开关柜，与接触网的连接均采用高压电缆。正线牵引变电所通常与接触网分相位置一致，馈线通过较短的电缆即可上网，而某些枢纽变电所馈出回路较多，馈线上网电缆较长。……