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(duì)在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，在抑制電壓波動(dòng)、改善電能質(zhì)量的同時(shí)，可以有效降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，進(jìn)而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。本文將會(huì)對(duì)SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償給予介紹，重點(diǎn)探究了在地鐵供電系統(tǒng)中SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：地鐵供電系統(tǒng);SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償;運(yùn)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(duì)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(duì)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(fù)荷特性和運(yùn)營(yíng)機(jī)制，導(dǎo)致其不能很好的滿足供電質(zhì)量要求。SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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(fù)荷波動(dòng)給予有效調(diào)節(jié)，具有抑制電壓波動(dòng)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(cuò)的應(yīng)用效果，現(xiàn)對(duì)其給予介紹。

一、SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償概述

其主要是由變壓器、電抗器、功率單元、控制保護(hù)系統(tǒng)等部分組成，主要是通過變壓器或電抗器裝置來實(shí)現(xiàn)自換相橋式電網(wǎng)與電路的并聯(lián)，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(dá)到動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?，進(jìn)而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。

二、在地鐵供電系統(tǒng)中SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償應(yīng)用

1.諧波治理

在地鐵供電系統(tǒng)中，動(dòng)力照明負(fù)荷和牽引負(fù)荷是誘發(fā)諧波的常見因素，通過對(duì)諧波進(jìn)行治理可以確保供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。在以往的地鐵運(yùn)營(yíng)體系中，可以通過提高整流機(jī)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(jī)組來避免諧波的不良影響，且在動(dòng)力照明系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用效果更佳。此外，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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(yùn)行。

2.無功補(bǔ)償

對(duì)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(dòng)力照明負(fù)荷、牽引負(fù)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(yùn)行初期，所產(chǎn)生的負(fù)荷較小，致使容性功率超過了感性功率，此時(shí)需要借助容性無功功率補(bǔ)償方式才可以保證地鐵供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償在大部分城市地鐵供電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功率因數(shù)水平的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3.電壓波動(dòng)和閃變

在地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電壓波動(dòng)及閃變問題時(shí)有發(fā)生，其會(huì)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(shí)，為了可以借助SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償來使上述問題得到有效解決，以達(dá)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(gè)供電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、安全高效的運(yùn)行。而SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓波動(dòng)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(shí)例分析

某地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)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(jìn)行電壓傳輸。在以往運(yùn)行中，因?yàn)镾VG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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(yùn)營(yíng)特殊，主要負(fù)荷集中在白天，夜間停運(yùn)后負(fù)荷大大降低。同時(shí)，該站點(diǎn)110kV電纜長(zhǎng)2.75，這就使得供電環(huán)網(wǎng)電纜單根總長(zhǎng)為200.0km，提高了電纜線路容性負(fù)荷水平;（2）地鐵供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)特殊。在設(shè)計(jì)地鐵供電系統(tǒng)時(shí)，通常只會(huì)對(duì)遠(yuǎn)期最大用電需求量給予考慮，然而由于行車密度在運(yùn)營(yíng)初期偏低，且客流量相對(duì)比較小，這樣將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)和用電負(fù)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(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，并與主所35kV母線線路進(jìn)行連接來達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

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

在無補(bǔ)償狀態(tài)下，對(duì)低于35kV電纜線路而言，動(dòng)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(diǎn)。通過對(duì)SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用后，對(duì)不同電纜線路對(duì)應(yīng)無功容量及變壓器計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，容性無功取值為3.905Mvar。

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

四、結(jié)語

綜上所述，對(duì)于地鐵供電系統(tǒng)而言，結(jié)合實(shí)際情況合理應(yīng)用SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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(fù)載運(yùn)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(jìn)而確保地鐵供電系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)營(yíng)。

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