[ 高级搜索 ]
·2017第八届配电自动化技术应用论坛 ·第九届成套设备发展与技术论坛(... ·第八届工业设计院及工业用户技术... ·2017第十七届中国国际电力电工高... [更多...]
当前位置:首页 >> 工程案例
专家谈轨道交通中电能质量问题及解决方案
2017-07-12 17:55:51  作者:  来源:中国设计师网  
  •   城市轨道交通中高压系统比较突出的电能质量问题有:35kV系统牵引站的供电电缆引起容性无功倒送的问题;正常和异常运行方式下35kV牵引站整流器产生的谐波问题;正常和异常运行方式下35kV牵引站负荷无功功率造成110kV功率因数不达标问题,以及满足某些临界条件下110kV和35kV供电电缆造成的谐波放大问题等。

  朱明星:副教授,硕士生导师,安徽大学教育部电能质量工程研究中心测试评估研究所所长,亚洲电能质量产业联盟副秘书长,中国电源学会电能质量专委会委员,中国电机工程学会城市供电专委会电能质量和电磁兼容学组委员。

  胡斌:湖北省电力公司电力科学研究院高级工程师,电网电能质量监督。

  段晓波:国网河北省电力公司电力科学研究院电网技术中心主任,高级工程师,硕士研究生导师,国家电网劳动模范,工程技术专家,全国电压电流等级和频率标委会委员,全国电力行业电能质量和柔性输电标委会委员。

  董志杰:中国铁路设计集团有限公司高级工程师,长期从事牵引供电系统设计。

\

  Q1:在轨道交通领域比较突出的电能质量问题有哪些?目前治理情况如何?

  安徽大学教育部电能质量工程研究中心测试评估研究所所长 朱明星

  城市轨道交通低压系统比较突出的电能质量问题有:照明设备、计算机类设备、变频调速设备(空调、自动扶梯、风机)和UPS电源等非线性负荷引起的谐波和无功问题,若干系统还存在中压系统传递到低压的谐波问题。

  城市轨道交通中高压系统比较突出的电能质量问题有:35kV系统牵引站的供电电缆引起容性无功倒送的问题;正常和异常运行方式下35kV牵引站整流器产生的谐波问题;正常和异常运行方式下35kV牵引站负荷无功功率造成110kV功率因数不达标问题,以及满足某些临界条件下110kV和35kV供电电缆造成的谐波放大问题等。

  根据对部分国内已投运的城市轨道交通用户电能质量测试分析结果,我认为城市轨道交通用户不存在冲击性负荷引起的电压波动和闪变问题,以及高中低压三相不平衡问题。

  城市轨道交通低压供电系统的谐波治理,一般采用APF装置,但是须要明确的是并联型APF只能滤除由低压负荷产生并注入系统的谐波电流,而无法有效地滤除来自上一电压等级的背景谐波电压。

  城市轨道交通中压供电系统的谐波治理,一般采用无源滤波装置PFC,但PFC设计技术难度大,主要因素为:(1)由于城市轨道交通用户牵引站的多种运行方式,不同运行方式下谐波发生量大小与频谱分布均有所不同,滤波器支路参数设计困难;(2)在正常运行方式下,牵引站运行功率因数高,并且由于中压供电电缆的充电功率存在,造成35kV系统无功功率从容性到感性的大范围变化,基波补偿容量大小设计困难。

  经文献检索,目前国内未见城市轨道交通用户专门设置中压无源滤波器的报道。

  湖北省电力公司电力科学研究院高级工程师 胡斌

  城市轨道交通负荷以24脉动牵引负荷为主,负荷具有整流,快速变化的特点,因此城市轨道交通负荷对电能质量的影响主要表现在谐波、电压波动、闪变和电压偏差几项电能质量指标上,其中以谐波影响最为突出。

  轨道交通为各城市的形象工程,市政府对轨道交通的绿色环保,电能质量方面要求较高。电能质量方面从项目的评估、设计、到通车后的检测都有要求,在相关部位预留有APF等滤波措施,一旦发现有谐波超标情况,可以安装相应的治理设备;目前轨道交通在许多主供电所35kV中压侧装有SVG动态无功补偿设备,用于快速无功平衡,减小轨道交通对闪变、电压偏差、功率因数等电能质量指标的影响,大概率来讲,轨道交通的谐波等电能质量指标控制在国标允许范围内。

  河北省电力公司电力科学研究院电网技术中心主任 段晓波

  轨道交通负荷的电能质量问题应从两个方面考虑,一是公用电网PCC点,二是轨道交通内部电网。

  ①公用电网PCC点可能存在的电能质量问题:(1)部分以10kV或35kV接入公用电网的12脉波二极管整流机组造成的谐波超标的问题;(2)由于轨道交通内部配电系统的电缆,在轻负载下会导致轨道交通牵引站向公用电网倒送容性无功功率,造成轨道交通负荷的电费罚款,还可能造成谐波因充电电容的串并联谐振而放大。

  ②轨道交通负荷内部电网的电能质量问题:(1)主要是中压10kV或35kV的12脉波和24脉波二极管整流机组产生的谐波;(2)低压0.38kV的变频调速设备、照明设备和UPS设备等电力电子化的用电设备产生的谐波。

  轨道交通负荷电能质量的改善与应治理的解决方案,业界有不同看法和技术路线,在此,仅就目前已经应用的电能质量治理装置和效果简单介绍:

  (1)电缆化造成的充电容性功率倒送的问题,采用中压SVG装置进行治理,控制策略的采样点设置在PCC点,能够完全杜绝容性无功倒送的情况发生。

  (2)10kV和35kV牵引站整流机组产生的谐波污染,国内未见有专门设置滤波器进行治理的。如果PCC点谐波电流超标,可以考虑设置高压无源滤波器进行治理。

  (3)低压0.38kV配电系统的谐波与无功问题,通过设置APF或SVG装置进行有效治理,目前很多厂家的有源型产品都是兼具谐波滤波和无功补偿功能。

  (4)采用回馈装置及有源滤波装置,交流侧滤除谐波,将直流侧地铁制动时产生的能量及时回馈到交流电网,以供系统内其余用电负荷利用。同时,稳定了系统直流母线电压。

  中国铁路设计集团有限公司高级工程师 董志杰

  城市轨道交通中如地铁等大运量交通方式大多数采用集中供电方式,110(66)/35kV电压等级,在中小运量如有轨电车、跨坐式单轨等采用10kV分散供电方式。对于地铁设计来说,多采用两台12脉波整流器构成24脉波运行,对系统谐波影响小,对于低压0.4kV目前部分项目采取增设APF。对地铁整个供电系统来讲从项目设计角度谐波是能够满足国家标准的。对于35kV电缆晚上轻载时造成无功到送问题,在主变电所增设无功补偿装置解决,一般采用SVG或MCR。对于电压波动,在供电系统设计中对于中压环网按照故障运行模式(如一回中压环网故障或一座主变电所解列)校核末端压降,按照电压损失不超过5%设计。

[1] [2] [3] [4]
   小编推荐
中国设计师网电气微信公众平台】 微信号 saier电气
打开微信,点击底部的“发现”,使用 “扫一扫” 即关注“saier电气”分享网页到朋友圈!
 
   
关于我们赛尔传媒联系我们网站地图
Copyright © 2005-2017 shejis.com.All Rights Reserved 京ICP备14009797号-5 京公网安备: 11010802022333