地铁供电系统无功补偿方案及补偿容量

孙晓云 隋文俊

摘 要：本文主要分析了地铁供电系统无功补偿方案以及补偿容量，重点介绍了地铁供电系统无功补偿的方案方法，这些方法不仅能够克服现有地铁供电系统中的缺点，而且具有多种特有的优势与优点。通过对地铁供电系统无功补偿方案以及补偿容量研究，以期为地铁的良好运行提供可靠的保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：地铁供电系统;无功补偿方案;补偿容量;分析研究

随着我国社会的发展进步和经济水平的迅速提高，我国城市地铁也获得了飞速的发展，地铁已经逐渐在诸多城市中建设运营，为城市居民的出行带来了极大的便利，也推动了城市公共交通事业的发展。在地铁的实际运营中，地铁供电系统是十分关键且重要的部分，对于地铁的运营状态有着直接的影响。在地铁供电系统的无功补偿选择中，需要充分了解供电系统构成、地铁设备负荷类型、设备季节性开启、日常负荷曲线等方面问题，只有科学合理地选择地铁供电系统无功补偿方案，才能够提升地铁供电系统运行的稳定性。因此，文章对地铁供电系统无功补偿方案以及补偿容量进行分析研究，有着重要的价值和现实的意义。

1 当前地铁常用无功补偿方案技术

根据地铁负荷的忒单，一般而言，在地铁运营的高峰期，需要采取容性无功补偿，而在运营的平稳期或是低谷期则需要采用感性无功补偿。因此，简单的采用传统普通的并联电容无功补偿已经无法满足地铁实际运营中供电系统无功补偿的需要，需要一种既能补偿容性无功又可以补偿感性无功的方案技术。根据地铁供电系统的负荷特点以及无功功率的考核方法，当前地铁常用的无功补偿方案如下：第一种方案为主变电所35千伏母线设置并联电抗器。这一并联电抗器有着价格低廉、故障率低、使用寿命长，对于使用环境条件要求的优点优势。但是也有着输出容量固定，无法进行动态调节的不足。第二种方案为主变电所35千伏母线设置SVC。SVC即Static Var Compensator，其主要由晶闸管阀组、数字控制及保护系统、TCR故障自诊断系统以及35千伏相控电抗器组成。这一补偿方案有着系统功率因素变化可跟踪、电抗器输出容量可调节、补偿精度高，价格中等等优点。但是也有着占地面积相对较大，装置本身产生谐波等不足。第三种方案为主变电所35千伏母线设置SVG。SVG即Static Var Generator，专指由自换相的电力半导体桥式变流器进行动态无功补偿的装置设施。SVG有着SVC一样的优点，即系统功率因数变化可跟踪、电抗器输出容量可调节、补偿精度高，还有着不会产生谐波和实现部分滤波的功能。但是也有着占地面积较大、装置价格较高、对于使用环境条件要求高的缺点。当前我国大部分的地铁供电系统都采用着SVG方案。具体的常用地铁供电系统无功补偿方案技术，如表1所示。

2 地铁供电系统无功补偿技术方案分析

2.1 电容和电抗器无功补偿

这一无功补偿方案的投资较低，但是无功补偿的效果较差，投切速度慢，不适合频繁变换负荷的场合，容易出现欠补偿或是过补偿问题。除此之外也会容易引起谐波振谐放大问题，因此地铁供电系统基本不会采用此无功补偿方案。

2.2 静止无功补偿器

静止型动态无功补偿装置即SVC，Static Var Compensator，是目前国内外地铁供电系统中普遍采用的一种无功补偿方法。在无功负荷接入点接入SVC装置后，无功负荷冲击就得到了抑制，高次谐波也得到了相应地滤除，三相电网得到了平衡。TCT型的SVC就是晶闸管控制变压器。TCT一般由高阻抗变压器本体、晶闸管阀和控制器组成。TCT有着以下特点：第一是响应速度快，全波采样20毫秒，半波采样10毫秒;第二是可靠性强。本体为高阻抗变压器，抗冲击能力强;第三是结构简单，便于操作;第四是噪音小，产生的污染小;最后是损耗相对较小，使用寿命长。

2.3 静止无功发生器

静止无功发生器即SVG。其有着以下功能：（1）在电力系统扰动下，能够提供有效的电压支持;（2）能够提高输电系统的静态与动态稳定性;（3）能够降低暂态过电压;（4）能够减小电压与电流不平衡，抑制不对称负荷;（5）滤除部分流入系统的谐波电流;（6）增加输电线路的有功功率传输容量。详细的SVG分析，如表2所示。

3 结语

综上所示，在地铁供电系统中，合理选择无功补偿方案技术是尤为重要的，文章对当前常用的无功补偿方案以及补偿容量进行了分析研究，希望能够帮助解决地铁运行中供电系统的无功补偿选用问题。

参考文献：

[1]何海波.地铁供电系统无功补偿方案[J].城市建设理论研究（電子版），2016（12）：1870.

[2]许焯毅，谭雪娇.无功补偿方案在地铁供电系统中的应用研究[J].电子世界，2016（02）：149-151.