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軌道交通電力系統(tǒng)為什么要安裝有源濾波器APF和靜止無功發(fā)生器SVG

盛弘股份 ? 來源:盛弘股份 ? 作者:盛弘股份 ? 2022-12-20 11:41 ? 次閱讀
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摘要

城市軌道交通系統(tǒng)主要包括:地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有軌電車、磁浮系統(tǒng)、自動導向軌道系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)。他們的供電一般直接來自所在城市電網(wǎng)系統(tǒng),城市電網(wǎng)通過輸配變等過程,向地鐵系統(tǒng)中各用電設備提供合適電壓的供電。而根據(jù)用電性質的不同,地鐵系統(tǒng)的供電系統(tǒng)主要分為兩個,一個是牽引供電系統(tǒng)另一個是動力照明供電系統(tǒng)。

一、城市軌道交通的主要負載特點:

地鐵系統(tǒng)用電環(huán)境中的諧波主要來源于車輛牽引設備供電過程中的整流、逆變裝置,其次是直流電源成套裝置、照明、電梯、顯示屏、空調、排水等,系統(tǒng)中出現(xiàn)的諧波主要以5、7、11、13次為主,也含有一定含量的3次諧波。

系統(tǒng)中存在的諧波除了增加線路損耗,加快設備老化外,對于系統(tǒng)中的電容器等無功補償裝置都有較大的損害。對通信設備的信號產(chǎn)生電磁干擾,特定頻次的諧波還會經(jīng)由系統(tǒng)中的電容器等裝置放大產(chǎn)生諧振,進而對整個供電系統(tǒng)產(chǎn)生巨大破壞。

二、城市軌道交通系統(tǒng)諧波與無功治理的必要性

城市軌道交通對供電系統(tǒng)有著嚴格的要求,尤其是地鐵供電系統(tǒng)。其對供電可靠性要求非常高,如果供電的可靠性不足易造成重大的影響。因此,我們需要對地鐵等城市軌道交通做電能質量治理。在這里,諧波是威脅地鐵供電可靠性的主要誘因,同時,因為功率因數(shù)過低導致的問題也是現(xiàn)實中不可忽視的一環(huán),城市軌道地鐵供電系統(tǒng)的功率因數(shù)主要由牽引負荷和動力照明負荷的性質決定。對于動力照明負荷,主要產(chǎn)生感性無功,大部分功率因數(shù)相對較低,一般在0.78左右。地鐵0.4KV系統(tǒng)功率因數(shù)低,這會導致地鐵內部供電線路的損耗增加、降低變送電設備的有功輸出容量,易遭受電力部門的罰款。

諧波污染造成的危害有:

1.諧波會導致電網(wǎng)的功率損耗增加、設備壽命縮短、接地保護功能失常、遙控功能失常、線路和設備過熱等電能安全問題;

2.長期處于高諧波的環(huán)境還會使電網(wǎng)產(chǎn)生諧振、造成大規(guī)模的供電中斷從而造成較大事故;

3.諧波會導致系統(tǒng)中的設備和元件產(chǎn)生額外的附加損耗,從而引起變壓器、電纜、電機等設備發(fā)熱,使設備線路加速絕緣老化;

4.造成電子元件的繼電保護或自動裝置誤動作;

5.影響電子儀表和通信系統(tǒng)的正常工作,降低通信質量。

無功造成的危害有:

功率因數(shù)過低會導致城市軌道交通系統(tǒng)的運維成本的提升,同時也會使配電系統(tǒng)的有效容量下降,減少設備的使用壽命。

三、解決方案:

1.諧波問題:

地鐵諧波問題是地鐵電能質量環(huán)境的一個重要因素,地鐵諧波主要為變頻設備,UPS/ESE、扶梯、綜合監(jiān)控、照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)及其他弱電設備。

對此,我們提出的解決方案時依據(jù)實際情況,配置相應的有源濾波器APF設備進行有源濾波,減少諧波含量,降低諧波畸變率。

APF產(chǎn)品如下圖所示,具有諧波補償、功率因數(shù)補償和三相不平衡補償?shù)榷喾N補償功能,能同時濾除三相四線制配電系統(tǒng)中2次到50次各次諧波,同時改善電網(wǎng)功率因數(shù),是治理電能質量問題完美解決方案。

2.無功補償:

地鐵的隧道內需要安裝大量大功率設備,這些電氣設備容量比較大,且工作連續(xù)性強,易對電網(wǎng)造成大量沖擊性負荷,產(chǎn)生大量無功功率,使配電系統(tǒng)有效容量下降。

對于無功問題,我們有兩種解決方法:

一種是通過LC系列產(chǎn)品(電容電抗補償柜)進行補償,改善電網(wǎng)供電質量及提高用電的可靠性,安裝方便,占用面積小,節(jié)省空間。

另一種方法是使用靜止無功發(fā)生器(SVG),該方法可以實時補償,無過補、欠補現(xiàn)象,且容性無功、感性無功都能實現(xiàn)補償。

審核編輯:湯梓紅

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