城市轨道交通供电无功补偿设备安装及容量的确定

余异邦（重庆市轨道交通（集团）有限公司,重庆400014）

城市轨道交通供电无功补偿设备安装及容量的确定

余异邦
（重庆市轨道交通（集团）有限公司,重庆400014）

摘要：众所周知，当前我国的城市轨道的交通供电其负荷主要是机动车动力与车站的通风装置与照明等等。而供电回路则主要是以电缆为主要，和其他的供电系统与之相比较，具有很强的特殊性。根据轨道交通的研究可知，对于供电系统的其电能质量的特点与相应的管理措施，进而提升供电系统的可靠性。本文将对城市轨道交通供电无功补偿设备安装及容量的确定进行详细的阐述。

关键词：城市轨道交通;供电无功补偿;设备安装;容量确定

1当前我国的轨道交通的供电问题与无功补偿

在我国绝大部分的城市轨道其交通供电系统基本上采用的都是集中式的供电制，也就是由地方的变电站来提供两个回路的110KV的高压交流电，在接入专用的主变电站以后，就会通过站内的主变压器然后转换成35KV或者是10KV的电压，接着再向各个车站中的降压变电与牵引所的变电来进行供电。通过对于我国的已经运营的城市其轨道的交通这个供电系统进行现场测试，根据其测试的结果可知，当前我国的供电系统中的确存在着一些比较严重的没有功的损耗的这一问题。

在以轨道交通为电路方式的供电系统中，电缆、变压器以及动力负荷数量较大。因此，应当对这些设备的电路模型进行适当分析，再进行功率补偿工作。在这其中，机车负荷和变压器在运行的时候消耗的多为感性的无功功率，而电缆则以容性的无功功率消耗为主。日常机车在运行过程中，应当随时补偿感性的无功功率。到了晚上设备会处于停运的状态，负荷比白天低，因此电缆所充的电容性功率会远远大于消耗的感性功率，造成供电系统呈现出容性的无功功率，此时就需要补偿容性的无功功率，以使系统功率因数得到有效提高。除此之外，非连续性的机车运行会使无功补偿处于动态水平上。这就会导致不同时间段里系统表现出不同性质的无功性，所以功率补偿设备的安装是刻不容缓的，只有这样才能使供电部门的需求得到满足。功率因数得到了提高也会对设备的利用率、系统电网以及电压的质量带来本质上的增益。但是，无功补偿设备的装置又会大幅度增加供配电设备的初期成本，加之日常运营维护的投资，这些都使这项技术得不到广泛的应用。总而言之，应当从技术和经济的角度共同考虑，科学合理的确定这项技术的具体方案和容量。

2无功补偿该设备的选择与安装的方式

众所周知，无功功率其平衡程度的好与坏，能够对电网的电压稳定性的产生具有一个直接性的影响，因此应该选用的是就地补偿的方式。依据我国的民用的建筑电气设计的规范可知，基于轨道交通属于一种高雅式的电力用户，对于他们的计费应该在110KV作用，而系统的功率从因数则应该是补偿至少0.9以上。

2.1设备的选择

当前我国选用的无功补偿的设备主要是SVG、电抗器、SVC等等。但是考虑到其轨道交通其实际的情况，应该选用的是SVG这个设备做无功补偿比较合适。和其他的设备相比较，SVG具有明显的优势。̓̓（1）SVG占地面积小。对于轨道交通的变电站，因为城市的当前用地比较紧张的原因而造成成本比较高。而SVG其占地的面积比较小，因此能够在一定程度上减小变电站的土地使用费用与土建的造价；

（2）范围宽。只需引进一套SVG就能使感性无功得到补偿，同时也能补偿容性的无功功率，而且SVG无功电流不会被电网电压干扰，功率的补偿效果十分稳定；

（3）响应快。SVG设备的响应时间在通常情况下都在5ms以内，在城市轨道的交通供电系统里多为无功负荷，而负荷的波动频率较快，因此响应时间越短就能使补偿效果越好；

（4）无谐波。SVG设备大多应用正弦脉宽调制体系（SPWM），因此调制技术和功率单元在进行连接时，不会产生多余的谐波而注入到供电系统里，这样就大大降低了被污染的概率。

2.2安装的方式

依据其轨道交通当前其供电的方式，主要选用的是集中式的补偿、分区集中式的补偿与分布的补偿方式中这三种方案。但是考虑到其轨道交通的供电系统过程中需要大量的电缆式的无功，因此使用分布式的参数对于地铁中的电缆两端的电压进行变化式的计算更加方便。

如果从经济性的角度来考核，要安装无功的补偿系统，不但要考虑到补偿装置其本身的投入，而且还应该考虑到整个工程的土建的费用与城市的土地费用等等。与此同时，选用集中式的补偿方式对于SVG设备的安装，设备数量少等等都有一定的影响。除此之外，采用SVG的安装方式有很大的间接的经济效益，主要体现在：

（1）能够降低自身系统的电压的波动，进而提升电能的质量；

（2）能够快速的进行电压的支撑；

（3）能够提升功率的因数与减小谐波的含量等等的间接的效益。

3结语

基于轨道的交通系统存在自身的特殊性，因此有较为严重的美誉功率的问题，因此可以通过采用集中的补偿这种方式对其安装SVG的设备，这样可以对那些没有功率问题的起到一个非常佳的一个治理效果，进而能够提升整个供电系统的可靠性与间接地经济效益。

参考文献：

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[2]耿亮,虞苍璧,刘宝诚.城市轨道交通供电无功补偿设备安装及容量确定[J].电气技术,2012(05):64-67.

[3]夏付炳.探讨城市轨道交通供电系统无功补偿方式[J].中国新技术新产品,2015(03):68.