基于SVG动态无功补偿在地铁供电系统中的运用思路分析

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摘 要：在城市化建设与发展阶段，地铁发挥着不可替代的作用，其可以使交通擁堵问题得到有效解决。在地铁供电系统中，通过对在地铁供电系统中的应用，在抑制电压波动、改善电能质量的同时，可以有效降低系统运行成本，进而确保地铁供电系统的安全、高效运行。本文将会对SVG动态无功补偿给予介绍，重点探究了在地铁供电系统中SVG动态无功补偿应用效果。

关键词：地铁供电系统;SVG动态无功补偿;运用效果

地铁是城市化建设中比较重要的组成部分，并且在城市电网中地铁供电占据着较大的比重，这就对地铁供电系统提出了较高要求。通常情况下，地铁供电功率因数高低对节约电能、改善供电系统质量具有积极的意义，而现有供电系统的特殊负荷特性和运营机制，导致其不能很好的满足供电质量要求。SVG动态无功补偿集PWM 控制技术和自换相桥式电路于一体，其可以根据负荷波动给予有效调节，具有抑制电压波动和闪变的作用，在地铁供电系统中得到广泛应用，并取得了不错的应用效果，现对其给予介绍。

一、SVG动态无功补偿概述

其主要是由变压器、电抗器、功率单元、控制保护系统等部分组成，主要是通过变压器或电抗器装置来实现自换相桥式电网与电路的并联，并结合实际情况对桥式电路交流输出电压幅值和侧电压相位给予调节，以实现对交流侧电流的直接控制，这样一来既能够使该电路吸收或发出符合要求的无功电流，而且还可以达到动态无功补偿的目的，进而确保地铁供电系统的安全、高效运行。

二、在地铁供电系统中SVG动态无功补偿应用

1.谐波治理

在地铁供电系统中，动力照明负荷和牵引负荷是诱发谐波的常见因素，通过对谐波进行治理可以确保供电系统正常运行。在以往的地铁运营体系中，可以通过提高整流机组脉波数的方式来有效降低谐波影响。通常情况下，可以借助24脉波整流机组来避免谐波的不良影响，且在动力照明系统运行中应用效果更佳。此外，SVG动态无功补偿装置所具有的滤波作用比较理想，其能够在其他装置的辅助下有效降低谐波含量，确保地铁供电系统的正常运行。

2.无功补偿

对于地铁供电系统而言，与谐波相比，其功率因数同样与动力照明负荷、牵引负荷有关。如今，越来越多的变频设备开始在供电系统得到应用，并在一定程度上提高了功率因数。在地铁运行初期，所产生的负荷较小，致使容性功率超过了感性功率，此时需要借助容性无功功率补偿方式才可以保证地铁供电系统正常运行。目前，SVG动态无功补偿在大部分城市地铁供电系统中得到应用，其可以实现对系统功率因数水平的自动调节。

3.电压波动和闪变

在地铁供电系统运行过程中，电压波动及闪变问题时有发生，其会导致供电不稳，诱发一系列的安全隐患，甚至危及生命安全。此时，为了可以借助SVG动态无功补偿来使上述问题得到有效解决，以达到稳定电压水平的目的。通常情况下，供电系统电压稳定性极易受到外界各方面因素的影响，虽然电容元件、电缆等设备具备稳定作用，然而不能确保整个供电系统稳定可靠、安全高效的运行。而SVG动态无功补偿装置的应用，既可以实现对电压波动和闪变的有效抑制，而且还可以显著改善电能质量。

三、工程实例分析

某地铁1号线全长40.0km，其中6座车站为高架段，24座车站为地下站。地铁沿线选择了集中供电模式，将110kV电压通过主变电所降至35kV，并借助环网面向供电分区进行电压传输。在以往运行中，因为SVG动态无功补偿装置未得到应用，致使该区域功率因素偏低，主要原因如下：（1）地铁行业运营特殊，主要负荷集中在白天，夜间停运后负荷大大降低。同时，该站点110kV电缆长2.75，这就使得供电环网电缆单根总长为200.0km，提高了电缆线路容性负荷水平;（2）地铁供电系统设计特殊。在设计地铁供电系统时，通常只会对远期最大用电需求量给予考虑，然而由于行车密度在运营初期偏低，且客流量相对比较小，这样将会导致系统功率因数和用电负荷率降低。

为了使上述问题得到解决，可以选择并联电抗器+SVG动态无功补偿装置，并与主所35kV母线线路进行连接来达到无功补偿的目的。

该站点110kV电缆线路所对应等电容参数为0.18uF/km，其未对单相电缆线路感抗影响给予考虑。同时，该母线线路敷设距离为2.745km，通过计算发现三相电缆对应容性无功功率为1.88Mvar，单相电缆线路对应容抗水平为6445Ω。

在无补偿状态下，对低于35kV电缆线路而言，动力照明系统功率因数范围在0.7-0.85，并且呈感性特点。通过对SVG动态无功补偿装置的应用后，对不同电缆线路对应无功容量及变压器计算后发现，容性无功取值为3.905Mvar。

通过对该地铁站点无功补偿需求给予综合考虑后，主变电所无功补偿方案为3.0Mvar电抗器并联联合2.4MvarSVG动态无功补偿装置。

四、结语

综上所述，对于地铁供电系统而言，结合实际情况合理应用SVG动态无功补偿装置，既可以有效改善供电系统电能质量，而且还可以降低在空载或轻负载运行状态下，线路由于电容充电效应而引发的操作过电压或工频电压异常升高问题，进而确保地铁供电系统的安全、高效运营。

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