地鐵供電系統(tǒng)無功補償方案及補償容量

孫曉云 隋文俊

摘 要：本文主要分析了地鐵供電系統(tǒng)無功補償方案以及補償容量，重點介紹了地鐵供電系統(tǒng)無功補償?shù)姆桨阜椒ǎ@些方法不僅能夠克服現(xiàn)有地鐵供電系統(tǒng)中的缺點，而且具有多種特有的優(yōu)勢與優(yōu)點。通過對地鐵供電系統(tǒng)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(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟與社會效益。

關(guān)鍵詞：地鐵供電系統(tǒng);無功補償方案;補償容量;分析研究

隨著我國社會的發(fā)展進(jìn)步和經(jīng)濟水平的迅速提高，我國城市地鐵也獲得了飛速的發(fā)展，地鐵已經(jīng)逐漸在諸多城市中建設(shè)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(yè)的發(fā)展。在地鐵的實際運營中，地鐵供電系統(tǒng)是十分關(guān)鍵且重要的部分，對于地鐵的運營狀態(tài)有著直接的影響。在地鐵供電系統(tǒng)的無功補償選擇中，需要充分了解供電系統(tǒng)構(gòu)成、地鐵設(shè)備負(fù)荷類型、設(shè)備季節(jié)性開啟、日常負(fù)荷曲線等方面問題，只有科學(xué)合理地選擇地鐵供電系統(tǒng)無功補償方案，才能夠提升地鐵供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。因此，文章對地鐵供電系統(tǒng)無功補償方案以及補償容量進(jìn)行分析研究，有著重要的價值和現(xiàn)實的意義。

1 當(dāng)前地鐵常用無功補償方案技術(shù)

根據(jù)地鐵負(fù)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(wěn)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(tǒng)普通的并聯(lián)電容無功補償已經(jīng)無法滿足地鐵實際運營中供電系統(tǒng)無功補償?shù)男枰枰环N既能補償容性無功又可以補償感性無功的方案技術(shù)。根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)的負(fù)荷特點以及無功功率的考核方法，當(dāng)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(shè)置并聯(lián)電抗器。這一并聯(lián)電抗器有著價格低廉、故障率低、使用壽命長，對于使用環(huán)境條件要求的優(yōu)點優(yōu)勢。但是也有著輸出容量固定，無法進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)的不足。第二種方案為主變電所35千伏母線設(shè)置SVC。SVC即Static Var Compensator，其主要由晶閘管閥組、數(shù)字控制及保護(hù)系統(tǒng)、TCR故障自診斷系統(tǒng)以及35千伏相控電抗器組成。這一補償方案有著系統(tǒng)功率因素變化可跟蹤、電抗器輸出容量可調(diào)節(jié)、補償精度高，價格中等等優(yōu)點。但是也有著占地面積相對較大，裝置本身產(chǎn)生諧波等不足。第三種方案為主變電所35千伏母線設(shè)置SVG。SVG即Static Var Generator，專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器進(jìn)行動態(tài)無功補償?shù)难b置設(shè)施。SVG有著SVC一樣的優(yōu)點，即系統(tǒng)功率因數(shù)變化可跟蹤、電抗器輸出容量可調(diào)節(jié)、補償精度高，還有著不會產(chǎn)生諧波和實現(xiàn)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(huán)境條件要求高的缺點。當(dāng)前我國大部分的地鐵供電系統(tǒng)都采用著SVG方案。具體的常用地鐵供電系統(tǒng)無功補償方案技術(shù)，如表1所示。

2 地鐵供電系統(tǒng)無功補償技術(shù)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?shù)男Ч^差，投切速度慢，不適合頻繁變換負(fù)荷的場合，容易出現(xiàn)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(tǒng)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(tài)無功補償裝置即SVC，Static Var Compensator，是目前國內(nèi)外地鐵供電系統(tǒng)中普遍采用的一種無功補償方法。在無功負(fù)荷接入點接入SVC裝置后，無功負(fù)荷沖擊就得到了抑制，高次諧波也得到了相應(yīng)地濾除，三相電網(wǎng)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：第一是響應(yīng)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(jié)構(gòu)簡單，便于操作;第四是噪音小，產(chǎn)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(fā)生器

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

3 結(jié)語

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

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