基于SVG動態(tài)無功補償在地鐵供電系統(tǒng)中的運用思路分析

司展

摘 要：在城市化建設(shè)與發(fā)展階段，地鐵發(fā)揮著不可替代的作用，其可以使交通擁堵問題得到有效解決。在地鐵供電系統(tǒng)中，通過對在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，在抑制電壓波動、改善電能質(zhì)量的同時，可以有效降低系統(tǒng)運行成本，進而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運行。本文將會對SVG動態(tài)無功補償給予介紹，重點探究了在地鐵供電系統(tǒng)中SVG動態(tài)無功補償應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：地鐵供電系統(tǒng);SVG動態(tài)無功補償;運用效果

地鐵是城市化建設(shè)中比較重要的組成部分，并且在城市電網(wǎng)中地鐵供電占據(jù)著較大的比重，這就對地鐵供電系統(tǒng)提出了較高要求。通常情況下，地鐵供電功率因數(shù)高低對節(jié)約電能、改善供電系統(tǒng)質(zhì)量具有積極的意義，而現(xiàn)有供電系統(tǒng)的特殊負荷特性和運營機制，導(dǎo)致其不能很好的滿足供電質(zhì)量要求。SVG動態(tài)無功補償集PWM 控制技術(shù)和自換相橋式電路于一體，其可以根據(jù)負荷波動給予有效調(diào)節(jié)，具有抑制電壓波動和閃變的作用，在地鐵供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，并取得了不錯的應(yīng)用效果，現(xiàn)對其給予介紹。

一、SVG動態(tài)無功補償概述

其主要是由變壓器、電抗器、功率單元、控制保護系統(tǒng)等部分組成，主要是通過變壓器或電抗器裝置來實現(xiàn)自換相橋式電網(wǎng)與電路的并聯(lián)，并結(jié)合實際情況對橋式電路交流輸出電壓幅值和側(cè)電壓相位給予調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對交流側(cè)電流的直接控制，這樣一來既能夠使該電路吸收或發(fā)出符合要求的無功電流，而且還可以達到動態(tài)無功補償?shù)哪康模M而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運行。

二、在地鐵供電系統(tǒng)中SVG動態(tài)無功補償應(yīng)用

1.諧波治理

在地鐵供電系統(tǒng)中，動力照明負荷和牽引負荷是誘發(fā)諧波的常見因素，通過對諧波進行治理可以確保供電系統(tǒng)正常運行。在以往的地鐵運營體系中，可以通過提高整流機組脈波數(shù)的方式來有效降低諧波影響。通常情況下，可以借助24脈波整流機組來避免諧波的不良影響，且在動力照明系統(tǒng)運行中應(yīng)用效果更佳。此外，SVG動態(tài)無功補償裝置所具有的濾波作用比較理想，其能夠在其他裝置的輔助下有效降低諧波含量，確保地鐵供電系統(tǒng)的正常運行。

2.無功補償

對于地鐵供電系統(tǒng)而言，與諧波相比，其功率因數(shù)同樣與動力照明負荷、牽引負荷有關(guān)。如今，越來越多的變頻設(shè)備開始在供電系統(tǒng)得到應(yīng)用，并在一定程度上提高了功率因數(shù)。在地鐵運行初期，所產(chǎn)生的負荷較小，致使容性功率超過了感性功率，此時需要借助容性無功功率補償方式才可以保證地鐵供電系統(tǒng)正常運行。目前，SVG動態(tài)無功補償在大部分城市地鐵供電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，其可以實現(xiàn)對系統(tǒng)功率因數(shù)水平的自動調(diào)節(jié)。

3.電壓波動和閃變

在地鐵供電系統(tǒng)運行過程中，電壓波動及閃變問題時有發(fā)生，其會導(dǎo)致供電不穩(wěn)，誘發(fā)一系列的安全隱患，甚至危及生命安全。此時，為了可以借助SVG動態(tài)無功補償來使上述問題得到有效解決，以達到穩(wěn)定電壓水平的目的。通常情況下，供電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性極易受到外界各方面因素的影響，雖然電容元件、電纜等設(shè)備具備穩(wěn)定作用，然而不能確保整個供電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、安全高效的運行。而SVG動態(tài)無功補償裝置的應(yīng)用，既可以實現(xiàn)對電壓波動和閃變的有效抑制，而且還可以顯著改善電能質(zhì)量。

三、工程實例分析

某地鐵1號線全長40.0km，其中6座車站為高架段，24座車站為地下站。地鐵沿線選擇了集中供電模式，將110kV電壓通過主變電所降至35kV，并借助環(huán)網(wǎng)面向供電分區(qū)進行電壓傳輸。在以往運行中，因為SVG動態(tài)無功補償裝置未得到應(yīng)用，致使該區(qū)域功率因素偏低，主要原因如下：（1）地鐵行業(yè)運營特殊，主要負荷集中在白天，夜間停運后負荷大大降低。同時，該站點110kV電纜長2.75，這就使得供電環(huán)網(wǎng)電纜單根總長為200.0km，提高了電纜線路容性負荷水平;（2）地鐵供電系統(tǒng)設(shè)計特殊。在設(shè)計地鐵供電系統(tǒng)時，通常只會對遠期最大用電需求量給予考慮，然而由于行車密度在運營初期偏低，且客流量相對比較小，這樣將會導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)和用電負荷率降低。

為了使上述問題得到解決，可以選擇并聯(lián)電抗器+SVG動態(tài)無功補償裝置，并與主所35kV母線線路進行連接來達到無功補償?shù)哪康摹?/p>

該站點110kV電纜線路所對應(yīng)等電容參數(shù)為0.18uF/km，其未對單相電纜線路感抗影響給予考慮。同時，該母線線路敷設(shè)距離為2.745km，通過計算發(fā)現(xiàn)三相電纜對應(yīng)容性無功功率為1.88Mvar，單相電纜線路對應(yīng)容抗水平為6445Ω。

在無補償狀態(tài)下，對低于35kV電纜線路而言，動力照明系統(tǒng)功率因數(shù)范圍在0.7-0.85，并且呈感性特點。通過對SVG動態(tài)無功補償裝置的應(yīng)用后，對不同電纜線路對應(yīng)無功容量及變壓器計算后發(fā)現(xiàn)，容性無功取值為3.905Mvar。

通過對該地鐵站點無功補償需求給予綜合考慮后，主變電所無功補償方案為3.0Mvar電抗器并聯(lián)聯(lián)合2.4MvarSVG動態(tài)無功補償裝置。

四、結(jié)語

綜上所述，對于地鐵供電系統(tǒng)而言，結(jié)合實際情況合理應(yīng)用SVG動態(tài)無功補償裝置，既可以有效改善供電系統(tǒng)電能質(zhì)量，而且還可以降低在空載或輕負載運行狀態(tài)下，線路由于電容充電效應(yīng)而引發(fā)的操作過電壓或工頻電壓異常升高問題，進而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運營。

參考文獻：

[1]曹凱.淺談動態(tài)無功補償裝置SVG在地鐵供電系統(tǒng)的運用[J].科學(xué)與信息化，2020，5（13）：134-135.

[2]楊威.SVG動態(tài)無功補償在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用與探究[J].數(shù)碼設(shè)計（上），2018，11（4）：61-62.

[3]劉俊.動態(tài)無功補償裝置SVG在地鐵供電系統(tǒng)的應(yīng)用探討[J].區(qū)域治理，2018，9（2）：108-109.