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随着我国铁路高速、重载发展步伐的加快，牵引网电压损失增大，从而使牵引网末端电压降低，部分供电臂末端甚至低于非正常状态网压最低要求(19kV)，导致列车无法运行，需采取措施，提高牵引网末端电压，以保证列车正常运行。解决这个问题的一个重要有效的方法就是在供电臂首端或中间串联电容进行补偿，它主要用于减少牵引网阻抗，起到提高牵引网末端电压的作用。本课题以南昆铁路串联电容补偿工程为背景，首先介绍了牵引供电系统的组成、串补的基本理论、作用和装置容量的计算方法；然后介绍了牵引变电所和区间两种串补装置的设计。串补自控系统设计中，首先针对以前的串补装置控制的缺点，提出了远程控制的系统设计方案，采用半双工主／从通信方式，有效地提高了工作效率。在下位机程序设计中，PLC程序采用模块化的思想进行编程，便于以后的修改与维护；接着介绍了上位机的设计和人机界面的功能。最后介绍了上位机和下方监控单元通信的设计。串补装置投入牵引网后会对距离保护装置动作可靠性带来影响，然后根据距离保护的基本原理提出了应对措施。最后，在南昆铁路现场进行了串补装置电压补偿试验，并在论文最后对试验数据进行了分析。该串补装置自2006年投入运行至今，运行良好，经试验验证，在重载、高速工况下，将牵引网末端网压从串补投入前的17.6—18.9kV稳定提高到20kV以上，完全满足了铁路运输的要求，保证了南昆线运输能力的提高。