浅谈动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用

摘 要 SVG装置具有很多优势特点，根据负荷的变化情况，SVG装置可以动态调节功率因数与自动进行无功补偿。本文对动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用进行了深入研究，具有重要意义。

关键词 SVG;地铁供电系统;运用

引言

在最近几年中，随着我国城市地铁的不断快速发展，在当前我国电力系统中，地铁供电系统是一大重要部分。因为地铁负荷是一种交直流混合系统，地铁的运行方式比较复杂，随着时间的不断变化，地铁交通负荷常常会发生比较大的波动，所以地铁负荷具有非线性、移动性等特点，造成地铁供电系统在运行过程中极易出现多种问题，严重降低地铁供电系统的电能质量，且设备会出现能耗损失、异常运行、温度过高等问题，对地铁供电系统的可靠性造成严重影响。所以，为保证地铁的安全运营，提升地铁供电系统的可靠性与电能质量，在地铁供电系统中常常选用动态无功补偿装置SVG。基于此，本文对动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用进行深入研究，具有重要意义。

1SVG的工作原理

SVG装置包括多个构成部分，如冷却系统、断路器、连接变压、直流电容器、VSC逆变器等，SVG装置的主要工作原理为：通过利用电抗器，在电网中并联自换相桥式电路，通过对桥式电路交通侧电流的幅值、相位进行有效控制，实现电路对无功电流的发出与吸收，促使快速动态无功补偿目的地实现。如果选用直接控制电流方式，则SVG在进行滤波过程中，将会选用PWM电流控制技术，而不是LC同路，能够获取较好的有源滤波效果[1]。

2动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用

2.1 谐波治理

地铁供电系统主要通过两个部分形成谐波，即：第一，动照负荷;第二，牵引负荷。实际上，针对整流机组的输出脉波数，它与整流机组产生的谐波电流次数之间存在着密切的关系，即整流机组产生谐波次数随着整流机组脉波数的增加而减少，相应地，随之降低对地铁供电系统的影响。在动力照明负荷中存在很多变频负荷，主要产生5、7次谐波。目前，在我国新建地铁线路中，一些工程在进行滤波过程中，现已在0.4kV侧布设了有源滤波装置。所以，通过选用有源滤波装置与24脉波整流机组，地铁供电系统谐波含量基本能够达到有关国家规定及要求，所以在进行滤波过程中独自选用SVG装置的意义并不大。

2.2 无功补偿

动力照明负荷、牵引负荷性质决定了地铁供电系统的功率因数。针对牵引负荷，因为选用24脉波整流方式，不可调变流器的位移因数大于0.95，理论基波功率因数大于0.98，所以总功率因素约为0.96。与牵引负荷功率因数相比，0.4kV侧低压负荷的功率因数更低一些，不过随着我国科学技术水平的不断提高，越来越广泛使用变频设备，有效提高了0.4kV侧低压负荷功率因数，一般能够达到或者高于0.85-0.9。当地铁线路处于运营初始阶段时，因为动力负荷与牵引负荷并不大，特别是在夜间停止运营时期中，负荷比较低，与地铁供电系统消耗的感性无功功率相比，35kV电缆的容性无功功率更大一些，地铁供电系统的功率因数偏低，无功功率呈容性，必须要进行容性无功功率补偿。目前，在我国部分城市地铁运营初期，如南京地铁、上海地铁、广州地铁等，并未对400V无功功率补偿装置进行投入，在这种情况下，还是依然出现容性无功反送现象，造成主变电所功率因数无法满足电力部门的要求[2]。

实际上，在地铁供电系统中，常常会发生电缆、线路开通阶段负荷小问题。在地铁线路运营初期階段与系统调试阶段中，无法避免功率因数低问题。为对以上问题进行有效解决，需要通过利用一种无功补偿装置对功率因数进行有效控制，确保地铁供电系统的供电质量。在当前的无功补偿装置中，根据负荷波动情况，SVG装置能够对系统功率因数水平进行自动调整，能够对地铁供电系统负荷波动大的特点进行有效适应。随着我国IGBT技术的不断发展、电力电子技术水平的不断提高，在我国地铁供电系统中，SVG装置一定会得到越来越多的运用。

2.3 电压闪变与波动

在电压波动中，电压闪变是一种非常独特的反映。无功量数值与电压波动数值二者之间为正比关系，能够实现对无功量的补偿，有助于电压波动水平的改善。在地铁供电系统中，交流供电系统常常受到列车启动、停止的影响，不过因为电缆中的电容元件与电感元件、交流系统设备具有储能功能，进而对电压闪变与波动起到一定程度的抑制作用。根据大量实践证明，在地铁供电系统电能质量方面，电压闪变与波动并不是重要问题。所以，为对电压闪变与波动进行有效抑制，在地铁供电系统中选用SV G装置并不是非常有必要[3]。

2.4 SVG安装容量的确定

在地铁供电系统中的主变电所35kV母线中，通过安装SVG装置，能够进行集中补偿，其中，需要经过科学计算来确定 SVG的安装容量。在对无功补偿容量进行确定过程中，一定要分别计算不同设备的无功功率与有功功率，包括动照负荷、牵引负荷、电缆、变压器等。在白天高峰时段中，地铁供电系统处于满载状态，在夜间时段中，地铁供电系统处于低载状态，在其他时间段中，地铁供电系统处于低载与满载状态之间。所以，一定要分别对地铁供电系统在满载状态、低载状态下的无功功率、有功功率进行有效计算，最终确定合理的SVG安装容量[4]。

3结束语

综上所述，在地铁供电系统中运用SVG装置的主要目的在于无功补偿。与传统无功补偿装置比较，SVG装置具有更多的优势特点，根据负荷的变化情况，SVG装置可以动态调节功率因数与自动进行无功补偿。本文对动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用进行了深入研究，以期对地铁供电有关工作人员的工作起到一定的借鉴与帮助。

参考文献

[1] 黄可.浅谈地铁供电系统高中压电能质量提升方案比选[J].电气化铁道，2020（1）：48-52.

[2] 王学武.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017（4）：102-103.

[3] 孙梓博.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）：11.

[4] 张亮.地铁供电系统的供电方式及其选择探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）：25-26.

作者简介

曹凯（1989-），男，江苏张家港人;学历：本科，职称：中级;现就职单位：无锡地铁集团有限公司运营分公司，研究方向：电气工程与自动化。