【摘 要】由于地鐵區(qū)間隧道空間條件限制，區(qū)間機(jī)電設(shè)備都采用低壓配電方式，部分設(shè)備因功率高、配電距離遠(yuǎn)、功率因數(shù)低的原因，存在著線路損耗高的現(xiàn)象。針對(duì)這個(gè)問題，根據(jù)學(xué)校開展的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)要求，結(jié)合高中學(xué)到的電工電子知識(shí)，父女間進(jìn)行了一次次不尋常的探討，經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和探索，提出了用先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)工藝的想法。結(jié)合南京地鐵三號(hào)線在建工程，首次在行業(yè)內(nèi)的隧道風(fēng)機(jī)配電設(shè)計(jì)中，選用了新型節(jié)能裝置——?jiǎng)討B(tài)補(bǔ)償裝置（SVG）。為此，不但節(jié)約了電能，還提高了地鐵配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。

【關(guān)鍵詞】社會(huì)實(shí)踐、配電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、隧道風(fēng)機(jī)、線路壓降

一、概述

地鐵隧道風(fēng)機(jī)、水泵由于環(huán)境條件限制，只能采用車站變電所低壓配電方式，因電機(jī)設(shè)備功率大、配電距離長(zhǎng)、自然功率因數(shù)低，存在著線路壓降高、電能損耗大的現(xiàn)象，需要就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償解決。而傳統(tǒng)無(wú)功就地補(bǔ)償方式存在補(bǔ)充效率低、諧振風(fēng)險(xiǎn)大的問題，所以無(wú)法在實(shí)際工程中使用。

二、解決思路及方法

SVG動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、濾波裝置是近幾年剛剛發(fā)展起來(lái)的新產(chǎn)品，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子變流技術(shù)結(jié)合起來(lái)的產(chǎn)物，是目前最先進(jìn)的無(wú)功動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償裝置。它不再采用大容量的電容器件，而是通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)無(wú)功能量的變換，補(bǔ)償效率高、不存在諧振風(fēng)險(xiǎn)，使無(wú)功補(bǔ)償、濾波及限制三相不平衡電流技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。原理如下所示：

假設(shè)Vi為SVG輸出的交流電壓，并將交流電網(wǎng)簡(jiǎn)化為電壓源Vs，Vl為連接電抗器（由內(nèi)阻R）上的電壓，既Vs、Vl的向量差，而電抗器上的電流可由漆電壓Vl控制，改電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流I。

SVG也是可以看成是自換相橋式電路通過變壓器并聯(lián)在配電線路上，直接控制交流側(cè)電流發(fā)出無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

三、技術(shù)方案

地鐵區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)一般設(shè)在洞口附近或長(zhǎng)大區(qū)間隧道中間位置，最遠(yuǎn)距離車站近1km，電機(jī)設(shè)備容量一般為110kw，自然功率因數(shù)為0.8，配有軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)電流為，啟動(dòng)電流為837A。若采用SVG裝置目標(biāo)功率因數(shù)為0.98，具體計(jì)算結(jié)果如下：

從上述計(jì)算可以得知，采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置SVG后，因區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)電機(jī)功率因數(shù)提高了18%，電機(jī)功率從137.5kVA下降到112kVA，電機(jī)啟動(dòng)電流從837A下降到683A，計(jì)算電流從209A下降到171A，減少了18%，可以說效果明顯。

四、工程實(shí)施

南京地鐵3號(hào)線區(qū)間事故風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、濾波裝置設(shè)在區(qū)間事故風(fēng)機(jī)房的環(huán)控電控室內(nèi)，通過電纜與風(fēng)機(jī)控制箱直接連接。該裝置作為風(fēng)機(jī)配套設(shè)備與風(fēng)機(jī)捆綁招標(biāo)。

區(qū)間事故風(fēng)機(jī)設(shè)備中標(biāo)廠家為浙江金盾風(fēng)機(jī)股份有限公司，配套動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置的中標(biāo)廠家是南京亞派科技實(shí)業(yè)有限公司。目前設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)順利完成，已經(jīng)進(jìn)入設(shè)備安裝風(fēng)機(jī)安裝階段。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)及使用效果還有待下一步繼續(xù)觀察、收集和比對(duì)。

五、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

由于SVG動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、濾波裝置具有技術(shù)先進(jìn)、使用靈活，適應(yīng)地鐵工程的特點(diǎn)，因而很快在地鐵主變電所、降壓變電所動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方面開始推廣使用，而且開始向區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)就地補(bǔ)償伸展，主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

（一）響應(yīng)速度快（≤8ms）

SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性、感性無(wú)功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無(wú)可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償，從而能對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)過程中的無(wú)功補(bǔ)償與濾波做到快速響應(yīng)。

（二）安全性高

SVG運(yùn)行時(shí)被控制為電流源，不存在與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的可能性，安全性更高。

（三）補(bǔ)償功能多樣化

補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功.

補(bǔ)償負(fù)載諧波、補(bǔ)償負(fù)載不平衡.

同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功、諧波和不平衡.

（四）諧波含量極低

SVG采用了PWM技術(shù)和多重化技術(shù)，與TCR、TSC等其它無(wú)功補(bǔ)償裝置相比，諧波含量極低，對(duì)電網(wǎng)不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

（五）占地面積小

SVG采用直接PWM電流控制技術(shù)，其輸出電流波形和相位完全可控，SVG能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)運(yùn)行，由于無(wú)需大容量的電容器和電抗器做儲(chǔ)能元件，SVG的占地面積只有相同容量SVC的50%。

六、技術(shù)創(chuàng)新與推廣

采用SVG動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、濾波技術(shù)以后，首先可以提高補(bǔ)償效率，理論上可以將補(bǔ)償后的功率因數(shù)提高到1，從而能減少線路損耗，節(jié)省工程投資；其次，SVG功能齊全，不但能補(bǔ)償功率因數(shù)，還能濾波、消除三相不平衡電流，能在區(qū)間隧道、停車場(chǎng)及車輛基地內(nèi)大容量設(shè)備啟動(dòng)、運(yùn)行，以及照明分區(qū)控制方面發(fā)揮作用；第三，SVG裝置容量小，發(fā)熱量小，適合地鐵車站、隧道區(qū)間、停車場(chǎng)配電室環(huán)境要求。有理由相信SVG動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、濾波裝置很快會(huì)在地鐵區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)配電方面開始推廣使用。

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