城市軌道交通供電無功補(bǔ)償設(shè)備安裝及容量的確定

余異邦（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司,重慶400014）

城市軌道交通供電無功補(bǔ)償設(shè)備安裝及容量的確定

余異邦
（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司,重慶400014）

摘要：眾所周知，當(dāng)前我國的城市軌道的交通供電其負(fù)荷主要是機(jī)動(dòng)車動(dòng)力與車站的通風(fēng)裝置與照明等等。而供電回路則主要是以電纜為主要，和其他的供電系統(tǒng)與之相比較，具有很強(qiáng)的特殊性。根據(jù)軌道交通的研究可知，對于供電系統(tǒng)的其電能質(zhì)量的特點(diǎn)與相應(yīng)的管理措施，進(jìn)而提升供電系統(tǒng)的可靠性。本文將對城市軌道交通供電無功補(bǔ)償設(shè)備安裝及容量的確定進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;供電無功補(bǔ)償;設(shè)備安裝;容量確定

1當(dāng)前我國的軌道交通的供電問題與無功補(bǔ)償

在我國絕大部分的城市軌道其交通供電系統(tǒng)基本上采用的都是集中式的供電制，也就是由地方的變電站來提供兩個(gè)回路的110KV的高壓交流電，在接入專用的主變電站以后，就會通過站內(nèi)的主變壓器然后轉(zhuǎn)換成35KV或者是10KV的電壓，接著再向各個(gè)車站中的降壓變電與牽引所的變電來進(jìn)行供電。通過對于我國的已經(jīng)運(yùn)營的城市其軌道的交通這個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試，根據(jù)其測試的結(jié)果可知，當(dāng)前我國的供電系統(tǒng)中的確存在著一些比較嚴(yán)重的沒有功的損耗的這一問題。

在以軌道交通為電路方式的供電系統(tǒng)中，電纜、變壓器以及動(dòng)力負(fù)荷數(shù)量較大。因此，應(yīng)當(dāng)對這些設(shè)備的電路模型進(jìn)行適當(dāng)分析，再進(jìn)行功率補(bǔ)償工作。在這其中，機(jī)車負(fù)荷和變壓器在運(yùn)行的時(shí)候消耗的多為感性的無功功率，而電纜則以容性的無功功率消耗為主。日常機(jī)車在運(yùn)行過程中，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)補(bǔ)償感性的無功功率。到了晚上設(shè)備會處于停運(yùn)的狀態(tài)，負(fù)荷比白天低，因此電纜所充的電容性功率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消耗的感性功率，造成供電系統(tǒng)呈現(xiàn)出容性的無功功率，此時(shí)就需要補(bǔ)償容性的無功功率，以使系統(tǒng)功率因數(shù)得到有效提高。除此之外，非連續(xù)性的機(jī)車運(yùn)行會使無功補(bǔ)償處于動(dòng)態(tài)水平上。這就會導(dǎo)致不同時(shí)間段里系統(tǒng)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的無功性，所以功率補(bǔ)償設(shè)備的安裝是刻不容緩的，只有這樣才能使供電部門的需求得到滿足。功率因數(shù)得到了提高也會對設(shè)備的利用率、系統(tǒng)電網(wǎng)以及電壓的質(zhì)量帶來本質(zhì)上的增益。但是，無功補(bǔ)償設(shè)備的裝置又會大幅度增加供配電設(shè)備的初期成本，加之日常運(yùn)營維護(hù)的投資，這些都使這項(xiàng)技術(shù)得不到廣泛的應(yīng)用。總而言之，應(yīng)當(dāng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度共同考慮，科學(xué)合理的確定這項(xiàng)技術(shù)的具體方案和容量。

2無功補(bǔ)償該設(shè)備的選擇與安裝的方式

眾所周知，無功功率其平衡程度的好與壞，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的電壓穩(wěn)定性的產(chǎn)生具有一個(gè)直接性的影響，因此應(yīng)該選用的是就地補(bǔ)償?shù)姆绞?。依?jù)我國的民用的建筑電氣設(shè)計(jì)的規(guī)范可知，基于軌道交通屬于一種高雅式的電力用戶，對于他們的計(jì)費(fèi)應(yīng)該在110KV作用，而系統(tǒng)的功率從因數(shù)則應(yīng)該是補(bǔ)償至少0.9以上。

2.1設(shè)備的選擇

當(dāng)前我國選用的無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備主要是SVG、電抗器、SVC等等。但是考慮到其軌道交通其實(shí)際的情況，應(yīng)該選用的是SVG這個(gè)設(shè)備做無功補(bǔ)償比較合適。和其他的設(shè)備相比較，SVG具有明顯的優(yōu)勢。??（1）SVG占地面積小。對于軌道交通的變電站，因?yàn)槌鞘械漠?dāng)前用地比較緊張的原因而造成成本比較高。而SVG其占地的面積比較小，因此能夠在一定程度上減小變電站的土地使用費(fèi)用與土建的造價(jià)；

（2）范圍寬。只需引進(jìn)一套SVG就能使感性無功得到補(bǔ)償，同時(shí)也能補(bǔ)償容性的無功功率，而且SVG無功電流不會被電網(wǎng)電壓干擾，功率的補(bǔ)償效果十分穩(wěn)定；

（3）響應(yīng)快。SVG設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間在通常情況下都在5ms以內(nèi)，在城市軌道的交通供電系統(tǒng)里多為無功負(fù)荷，而負(fù)荷的波動(dòng)頻率較快，因此響應(yīng)時(shí)間越短就能使補(bǔ)償效果越好；

（4）無諧波。SVG設(shè)備大多應(yīng)用正弦脈寬調(diào)制體系（SPWM），因此調(diào)制技術(shù)和功率單元在進(jìn)行連接時(shí)，不會產(chǎn)生多余的諧波而注入到供電系統(tǒng)里，這樣就大大降低了被污染的概率。

2.2安裝的方式

依據(jù)其軌道交通當(dāng)前其供電的方式，主要選用的是集中式的補(bǔ)償、分區(qū)集中式的補(bǔ)償與分布的補(bǔ)償方式中這三種方案。但是考慮到其軌道交通的供電系統(tǒng)過程中需要大量的電纜式的無功，因此使用分布式的參數(shù)對于地鐵中的電纜兩端的電壓進(jìn)行變化式的計(jì)算更加方便。

如果從經(jīng)濟(jì)性的角度來考核，要安裝無功的補(bǔ)償系統(tǒng)，不但要考慮到補(bǔ)償裝置其本身的投入，而且還應(yīng)該考慮到整個(gè)工程的土建的費(fèi)用與城市的土地費(fèi)用等等。與此同時(shí)，選用集中式的補(bǔ)償方式對于SVG設(shè)備的安裝，設(shè)備數(shù)量少等等都有一定的影響。除此之外，采用SVG的安裝方式有很大的間接的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在：

（1）能夠降低自身系統(tǒng)的電壓的波動(dòng)，進(jìn)而提升電能的質(zhì)量；

（2）能夠快速的進(jìn)行電壓的支撐；

（3）能夠提升功率的因數(shù)與減小諧波的含量等等的間接的效益。

3結(jié)語

基于軌道的交通系統(tǒng)存在自身的特殊性，因此有較為嚴(yán)重的美譽(yù)功率的問題，因此可以通過采用集中的補(bǔ)償這種方式對其安裝SVG的設(shè)備，這樣可以對那些沒有功率問題的起到一個(gè)非常佳的一個(gè)治理效果，進(jìn)而能夠提升整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠性與間接地經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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