地鐵供電系統無功補償方案及補償容量淺析

滿凱林

摘 要：本文主要分析了地鐵供電系統無功補償方案以及補償容量，重點介紹了地鐵供電系統無功補償的方案方法，這些方法不僅能夠克服現有地鐵供電系統中的缺點，而且具有多種特有的優勢與優點。通過對地鐵供電系統無功補償方案以及補償容量研究，以期為地鐵的良好運行提供可靠的保障，創造出最大化的經濟與社會效益。

關鍵詞：地鐵供電系統;無功補償方案;補償容量;分析研究

隨著我國社會的發展進步和經濟水平的迅速提高，我國城市地鐵也獲得了飛速的發展，地鐵已經逐漸在諸多城市中建設運營，為城市居民的出行帶來了極大的便利，也推動了城市公共交通事業的發展。在地鐵的實際運營中，地鐵供電系統是十分關鍵且重要的部分，對于地鐵的運營狀態有著直接的影響。在地鐵供電系統的無功補償選擇中，需要充分了解供電系統構成、地鐵設備負荷類型、設備季節性開啟、日常負荷曲線等方面問題，只有科學合理地選擇地鐵供電系統無功補償方案，才能夠提升地鐵供電系統運行的穩定性。因此，文章對地鐵供電系統無功補償方案以及補償容量進行分析研究，有著重要的價值和現實的意義。

1 當前地鐵常用無功補償方案技術

根據地鐵負荷的忒單，一般而言，在地鐵運營的高峰期，需要采取容性無功補償，而在運營的平穩期或是低谷期則需要采用感性無功補償。因此，簡單的采用傳統普通的并聯電容無功補償已經無法滿足地鐵實際運營中供電系統無功補償的需要，需要一種既能補償容性無功又可以補償感性無功的方案技術。根據地鐵供電系統的負荷特點以及無功功率的考核方法，當前地鐵常用的無功補償方案如下：第一種方案為主變電所35千伏母線設置并聯電抗器。這一并聯電抗器有著價格低廉、故障率低、使用壽命長，對于使用環境條件要求的優點優勢。但是也有著輸出容量固定，無法進行動態調節的不足。第二種方案為主變電所35千伏母線設置SVC。SVC即Static Var Compensator，其主要由晶閘管閥組、數字控制及保護系統、TCR故障自診斷系統以及35千伏相控電抗器組成。這一補償方案有著系統功率因素變化可跟蹤、電抗器輸出容量可調節、補償精度高，價格中等等優點。但是也有著占地面積相對較大，裝置本身產生諧波等不足。第三種方案為主變電所35千伏母線設置SVG。SVG即Static Var Generator，專指由自換相的電力半導體橋式變流器進行動態無功補償的裝置設施。SVG有著SVC一樣的優點，即系統功率因數變化可跟蹤、電抗器輸出容量可調節、補償精度高，還有著不會產生諧波和實現部分濾波的功能。但是也有著占地面積較大、裝置價格較高、對于使用環境條件要求高的缺點。當前我國大部分的地鐵供電系統都采用著SVG方案。具體的常用地鐵供電系統無功補償方案技術，如表1所示。

2 地鐵供電系統無功補償技術方案分析

2.1 電容和電抗器無功補償

這一無功補償方案的投資較低，但是無功補償的效果較差，投切速度慢，不適合頻繁變換負荷的場合，容易出現欠補償或是過補償問題。除此之外也會容易引起諧波振諧放大問題，因此地鐵供電系統基本不會采用此無功補償方案。

2.2 靜止無功補償器

靜止型動態無功補償裝置即SVC，Static Var Compensator，是目前國內外地鐵供電系統中普遍采用的一種無功補償方法。在無功負荷接入點接入SVC裝置后，無功負荷沖擊就得到了抑制，高次諧波也得到了相應地濾除，三相電網得到了平衡。TCT型的SVC就是晶閘管控制變壓器。TCT一般由高阻抗變壓器本體、晶閘管閥和控制器組成。TCT有著以下特點：第一是相應速度快，全波采樣20毫秒，半波采樣10毫秒;第二是可靠性強。本體為高阻抗變壓器，抗沖擊能力強;第三是結構簡單，便于操作;第四是噪音小，產生的污染小;最后是損耗相對較小，使用壽命長。

2.3 靜止無功發生器

靜止無功發生器即SVG。其有著以下功能：（1）在電力系統擾動下，能夠提供有效的電壓支持;（2）能夠提高輸電系統的靜態與動態穩定性;（3）能夠降低暫態過電壓;（4）能夠減小電壓與電流不平衡，抑制不對稱負荷;（5）濾除部分流入系統的諧波電流;（6）增加輸電線路的有功功率傳輸容量。詳細的SVG分析，如表2所示。

3 結語

綜上所示，在地鐵供電系統中，合理選擇無功補償方案技術是尤為重要的，文章對當前常用的無功補償方案以及補償容量進行了分析研究，希望能夠幫助解決地鐵運行中供電系統的無功補償選用問題。

參考文獻：

[1]何海波.地鐵供電系統無功補償方案[J].城市建設理論研究（電子版），2016（12）：1870.

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