余異邦（重慶市軌道交通（集團）有限公司,重慶400014）

城市軌道交通供電無功補償設(shè)備安裝及容量的確定

余異邦
（重慶市軌道交通（集團）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荷主要是機動車動力與車站的通風(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)量的特點與相應(yīng)的管理措施，進而提升供電系統(tǒng)的可靠性。本文將對城市軌道交通供電無功補償設(shè)備安裝及容量的確定進行詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;供電無功補償;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，接著再向各個車站中的降壓變電與牽引所的變電來進行供電。通過對于我國的已經(jīng)運營的城市其軌道的交通這個供電系統(tǒng)進行現(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、變壓器以及動力負荷數(shù)量較大。因此，應(yīng)當(dāng)對這些設(shè)備的電路模型進行適當(dāng)分析，再進行功率補償工作。在這其中，機車負荷和變壓器在運行的時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。日常機車在運行過程中，應(yīng)當(dāng)隨時補償感性的無功功率。到了晚上設(shè)備會處于停運的狀態(tài)，負荷比白天低，因此電纜所充的電容性功率會遠遠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，此時就需要補償容性的無功功率，以使系統(tǒng)功率因數(shù)得到有效提高。除此之外，非連續(xù)性的機車運行會使無功補償處于動態(tài)水平上。這就會導(dǎo)致不同時間段里系統(tǒng)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的無功性，所以功率補償設(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，加之日常運營維護的投資，這些都使這項技術(shù)得不到廣泛的應(yīng)用?？偠灾?，應(yīng)當(dāng)從技術(shù)和經(jīng)濟的角度共同考慮，科學(xué)合理的確定這項技術(shù)的具體方案和容量。

2無功補償該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)生具有一個直接性的影響，因此應(yīng)該選用的是就地補償?shù)姆绞?。依?jù)我國的民用的建筑電氣設(shè)計的規(guī)范可知，基于軌道交通屬于一種高雅式的電力用戶，對于他們的計費應(yīng)該在110KV作用，而系統(tǒng)的功率從因數(shù)則應(yīng)該是補償至少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際的情況，應(yīng)該選用的是SVG這個設(shè)備做無功補償比較合適。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，因為城市的當(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用與土建的造價；

（2）范圍寬。只需引進一套SVG就能使感性無功得到補償，同時也能補償容性的無功功率，而且SVG無功電流不會被電網(wǎng)電壓干擾，功率的補償效果十分穩(wěn)定；

（3）響應(yīng)快。SVG設(shè)備的響應(yīng)時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)里多為無功負荷，而負荷的波動頻率較快，因此響應(yīng)時間越短就能使補償效果越好；

（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)和功率單元在進行連接時，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償、分區(qū)集中式的補償與分布的補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行變化式的計算更加方便。

如果從經(jīng)濟性的角度來考核，要安裝無功的補償系統(tǒng)，不但要考慮到補償裝置其本身的投入，而且還應(yīng)該考慮到整個工程的土建的費用與城市的土地費用等等。與此同時，選用集中式的補償方式對于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)濟效益，主要體現(xiàn)在：

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

（2）能夠快速的進行電壓的支撐；

（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，因此有較為嚴重的美譽功率的問題，因此可以通過采用集中的補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非常佳的一個治理效果，進而能夠提升整個供電系統(tǒng)的可靠性與間接地經(jīng)濟效益。

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