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摘要：随着我国整体经济建设的蓬勃发展，电气化高速铁路逐渐成为推动社会前进的主要力量，电力系统与高速铁路之间的联系也愈加紧密。但是，由于高速铁路运行速度的不断提升，如果发生事故将会造成无法估计的后果，因此针对铁路供电系统性能进行研究也显得十分重要。基于此背景，本文针对铁路10kV全电贯通线无功补偿策略评估问题进行研究，首先介绍了全电贯通线的运行方式，其次针对电力线路的无功补偿策略进行评测，最后指出不同负载情况下的补偿形式，希望对相关研究人员提供一定的参考与借鉴。
关键词：高速铁路；10kV；全电贯通线；无功补偿
前言：我国铁路供电系统在发展初期主要采用贯通线连接方式，同时应用架空线路模式，这样会在一定程度上制约铁路供电系统的效率的稳定性，同时还会加剧自然灾害对铁路供电线路的威胁。在这种供电方式无法满足铁路发展需求的背景下，电缆在铁路全电贯通线中的应用比例逐渐提升，电缆电路不仅能够有效街上地面空间，还能够对自然灾害问题进行一定的抵御。当先10kV全电缆贯通线已经成为我国高速铁路的主要供电模式。但是，由于电缆线在工作过程中会产生极大的对地电流，会对整体运行功率造成影响，因此需要使用无功补偿模式对供电系统进行调试，并且采用仿真计算的方式对线路情况进行预估，这样才能对铁路供电设备与线路进行最为准确的校验，也能够使供电线路的无功补偿参数更加明确。
一、10kV全电贯通线运行方式
铁路供电系统在运行过程中可以根据不同职能划分为两类：其一为采用非牵引符合供电系统，也就是针对铁路车站以及铁路沿线区域进行供电；其二为牵引供电系统，针对铁路机车提供牵引动力电源。通常情况下会在铁路沿线中设置配电所与电力变电所，并且保证相邻变电所的距离为40km至60km之间，这样不仅能够合理控制供电成本，还能够保证铁路机车的供电效率。此外，10kV全电缆贯通线负责变电所之间的电力传输工作，共分为综合贯通线与一级贯通线两条，综合贯通线可以为一级贯通线提供备用功能，因此还要在铁路沿线中加置专用的调压器，进而对贯通线的供电质量作出保证[1]。
我国当前的高速铁路普遍采用两条贯通线的供电模式，此类供电方式虽然在供电效果上由于架空线路的方式，但是由于电缆贯通线在运行过程中会产生极高的电容值，这样也会对供电系统的稳定运行造成一定的影响，因此如何针对全电贯通线的无功补偿模式进行调控，也成为保证铁路机车供电系统稳定性的关键问题[2]。
二、10kV全电贯通线无功补偿容量评估
针对空载情况下的供电线路进行测试，并且对左一级右综合、右一级左综合、同时供电三种方式下的无功补偿容量进行评估，分别在供电线路的关键位置中投入77kvar与115kvar的无功补偿装置，并且对线路调压后的功率因素进行分析，具体如下表1所示。
表1 10kV全电贯通线无功补偿相关指标参数
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（一）左一级右综合供电方式
根据上表中的数据能够看出，当一级贯通线末端电压值由10.37kV下降至10.178kV时，全电贯通线的电容电流也会下降至6.784A，这样能够有效阻止线路末端电压，同时可以提升无功补偿装置的运行效率。当投入77kvar无功补偿后，一级贯通线末端电压会由10.37kV下降至10.239kV，可以有效改善线路末端的无功补偿效果，功率因素会随着无功补偿投入后逐渐趋于稳定，并且取得显著的调试效果。
（二）左综合右一级供电方式
根据上表能够看出，当在供电线路中投入115kvar无功补偿时，一级贯通线末端的电压值会由10.86kv下降至10.218kV，电缆线路中的电流值也会由29.48A降低至7.74A，这说明115kvar无功补偿可以改善线路末端的抬压情况，同时能够对相应的功率因素起到一定的影响效果。当在供电线路中投入77kvar无功补偿时，一级贯通线末端的电压值会由10.86kv下降至10.424kV，电缆线路中的电流值也会由29.48A降低至14.707A，这说明77kvar无功补偿虽然也会对线路末端电压情况起到抑制效果，但是却没有115kvar无功补偿时明显。
（三）同时供电方式
最后采用一级贯通线与综合贯通线同时运行的方式，并且在供电线路中的关键位置同时投入77kvar与115kvar无功补偿，这样能够根据线路末端电压、线路电流以及功率因数等数值进一步判断无功补偿的调试效果。根据实际结果能够得知，左侧综合贯通线的末端电压由11.3kV下降至10.482kV，线路电流值由17.67A下降至9.653A，右侧综合贯通线的末端电压由11.35kV下降至10.506kV，线路电流值由33.59A下降至10.547A，这样能够看出115kvar无功补偿方式的应用效果要优于77kvar无功补偿方式，不仅能够保证线路末端的电压值，还能够维持良好的功率因数。
三、不同负载情况下的无功补偿
当10kV全电贯通线采取空载运行模式时，由于电缆自身电容量也会随之改变，因此为保证相对电压值处于可控范围内，需要对线路进行无功补偿，根据实际调试结果能够得知，不同负载情况下的功率因素存在极大的差异，随着负载值的逐步增加，线路功率因数会随之下降，因此可以采用固定补偿与动态补偿相结合的方式，进而满足供电线路的运行需求[3]。同时，在针对线路进行无功补偿调试过程中还需要保证原有的固定补偿数值，特别是当两条贯通线同时运行时应该将线路末端的电压值降低到9.46kV以下，以此来满足供电线路末端的运行需求。由于固定补偿方式对线路末端会起到一定的抑制效果，因此要分别针对轻载时与空载时的线路电压值进行评测，这样才能更加明确供电线路的无功补偿系数。具体方案如下：当贡献线路为空载状态时，可以将动态补偿调整至130kvar至250kvar之间，例如当固定补偿为115kvar时，随着补偿值的逐渐提升，功率因素会随着整体负荷而增加，这样不仅可以保证线路中的最低电压值，还能够维持线路末端的最低电压[4]。
结论：综上所述，针对高速铁路供电系统进行研究时，不仅要提升整体供电质量，还要严格控制供电稳定性与安全性，这样才能为乘坐人员的生命安全提供稳定保障。本文针对铁路10kV全电贯通线无功补偿策略评估问题进行研究，首先介绍了全电贯通线的运行方式，其次针对电力线路的无功补偿策略进行评测，最后指出不同负载情况下的补偿形式，通过分析动态补偿与固定补偿之间的比例关系而确定二者的投切方案，这样能够更好的满足铁路供电系统的运行需求。
参考文献：
[1]朱二中.高速铁路10kV全电缆电力贯通线故障诊断与探测[J].科技创新与应用，2016（26）：162-163.
[2]李凯，王果.玉柳全电缆电力贯通线无功补偿配置及优化分析[J].铁道科学与工程学报，2018，15（9）：78-78.
[3]何佼.高速铁路区间电力电缆贯通线敷设中的常见问题及应对措施[J].中国高新科技，2019（14）：66-67.
[4]龙田广.浅谈10kV配电线路的无功补偿[J].中国高新技术企业，2016（24）：148-149.