高速铁路设备容量与利用率最新分析

设备容量是指设备长期运行的额定容量。如果单相设备的额定电压为UN、额定电流为IN，则其设备容量SN=UNIN；如果是三相设备，则设备的三相容量SN=3UNIN。电容、电感器件的容量，就是电容、电感长期运行的额定电压和额定电流的乘积。所有的变压器的额定容量都在名牌上标明。

平衡补偿装置的结构复杂，为了讨论方便，按照等效原则定义其设备容量。这对于平衡补偿装置中的匹配变压器、变流器等都适用。无论多么复杂的平衡补偿装置，从补偿原理上讲，总能把它等效为可控的星形电流源或电压源。对于三相变流器可等效为三相星形电流源，如图2.16虚框所示。当平衡补偿装置达额定状态时，等效的各相电源上电压有效值与输出电流均方根值的乘积总和就是平衡补偿装置的额定输出容量SNout。假设各相电压分别为，平衡补偿装置的输出电流分别为。那么平衡补偿装置输出总容量为

平衡补偿装置的额定容量SN一般大于其输出容量Sout，这是因为平衡补偿装置自身有内部损耗，包括控制方式不得当以及器件自身造成的损耗。所以实际平衡补偿装置的额定容量（不考虑为了保证可靠性而增加的冗余容量）总是大于其额定输出容量。即

式中，ΔS内为补偿装置的内部损耗。补偿装置设备容量的输出效率 ηout为设备额定输出容量与设备额定容量的比值，即

所以，平衡补偿装置内部损耗越大，其输出效率就越低。

由于补偿策略、变流器的结构和控制方式等原因，使补偿装置各相输出功率产生相互消减的现象，导致输出容量不能充分用于平衡补偿，所以补偿装置输出容量通常大于补偿容量，即(www.xing528.com)

式中，ΔS外为补偿策略、变流器的结构和控制方式等原因造成的容量损失，称为外部损耗。与内部损耗不同，这部分损耗可以通过改进补偿策略、变流器的结构和控制方法而减小或消除。通常当负荷一定时补偿容量为确定值，这时输出损耗越小，则需要的输出容量越小；当输出损耗为零时输出容量达到最小。

补偿装置设备容量的利用率ηph为补偿容量与设备额定容量的比值，即

平衡补偿装置内部损耗和外部损耗越小，设备容量利用率就越高。

综合式（4.152）和式（4.154），补偿装置额定容量为

补偿装置额定容量由补偿容量、内部损耗和外部损耗三部分决定。