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轨道交通中电能质量问题治理分析
——对话山东华天电气有限公司研发总经理 王德涛
2017-07-12 11:53:12  作者:  来源:中国设计师网  
  •   以“打造健康绿色的地铁用电环境”为愿景,营造安全、稳定高效的电网环境,山东华天电气有限公司作为电能质量整体解决方案提供商,持续为轨道交通行业的安全运行保驾护航。目前,山大华天电能质量产品(包括:有源滤波器、无功补偿、再生制动能量逆变回馈装置)在全国10多个城市的地铁线路,上百套设备投入使用,现场运行稳定,解决了谐波、功率因数低、三相不平衡、精密设备无法正常工作等一系列问题。今天,我们有幸与山东华天电气有限公司研发总经理王德涛进行对话,他详细回答了目前行业内轨道交通中的电能质量热点问题。

  以“打造健康绿色的地铁用电环境”为愿景,营造安全、稳定高效的电网环境,山东华天电气有限公司作为电能质量整体解决方案提供商,持续为轨道交通行业的安全运行保驾护航。目前,山大华天电能质量产品(包括:有源滤波器、无功补偿、再生制动能量逆变回馈装置)在全国10多个城市的地铁线路,上百套设备投入使用,现场运行稳定,解决了谐波、功率因数低、三相不平衡、精密设备无法正常工作等一系列问题。今天,我们有幸与山东华天电气有限公司研发总经理王德涛进行对话,他详细回答了目前行业内轨道交通中的电能质量热点问题。

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  《电能质量》: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?轨道交通站点的电能质量分析和改进措施有哪些?

  王德涛:轨道交通分为地铁(城市轨道交通)与高铁,主要电能质量问题差异较大,涉及面也宽。

  (1)车站400V配电系统

  其主要电能质量问题是谐波与无功,通过有源电力滤波器(APF)同时进行谐波与无功的治理,技术成熟,可保证系统可靠稳定运行,是主流的设计。部分高铁站设计为无功补偿+APF的方式也是可行的。

  (2)高铁的牵引系统

  高铁牵引系统采用两相供电,其电能质量问题主要是三相不平衡,由于高铁的牵引功率大,列车驶过易导致电网电压的三相不平衡,尤其是配电容量较小的偏远地区,可导致较严重的电压不平衡。这方面的研究较多,但由于政策问题治理较少。

  (3)地铁的牵引系统

  地铁的牵引系统采用直流供电,早期部分为DC750V,后期大多数采用DC1500V供电,由于采用多脉冲(24脉冲)整流,谐波较小,通常不需要治理。

  现在地铁的牵引供电环网多数为35kV,且通常为电缆,在夜间不工作状态下,电缆的容性无功较大,可导致功率因数低罚款,也可导致电缆谐振、跳闸等电能质量问题。这类问题可通过高压SVG集中补偿,也可通过低压SVG、APF进行分布式治理。

  轨道交通低压400V配电系统谐波、无功治理非常成熟,通过有源电力滤波器(APF)同时进行谐波与无功的治理,可保证系统可靠稳定运行。尽管APF可以进行不平衡补偿,但是在该系统中不平衡问题并不突出。

  《电能质量》:从电网角度来看,轨道交通负荷对供电110kV电网的各电能质量指标(谐波,无功,闪变等)的影响?地铁的广泛开通增大了电网电能质量问题,无功补偿装置如何配置,谐波治理预留的必要性?

  王德涛:轨道交通的供电有220kV、110kV、35kV、10kV等各种电压等级,影响不尽相同,较低电压等级供电的负荷对电网的影响越大。

  地铁对电网电能质量的影响并不大,原因是:现在电网配电容量很大,且通常由110kV(220kV)降压到35kV专线供电,同时电力机车峰值功率在2MW左右,通常不会对电网电能质量产生恶劣影响。

  存在即合理,低压配电系统通常均需要进行无功补偿,尽管采用TSC可以补偿无功,但是采用APF进行谐波与无功综合治理可以保证低压配电系统的稳定性。

  《电能质量》:从轨道交通角度来看,110kV电网供电的电能质量能否保证?电压跌落和三相电压不平衡度指标超标造成的轨道交通35kV配网和400民用电网的控制紊乱如何解决?

  王德涛:高压电网由于容量大,电能治理问题通常不突出。

  35kV配网以及轨道交通站点的400V系统,三相电压不平衡度通常很低,一般不会导致控制紊乱。为了电压跌落时保证控制系统正常,部分敏感控制与信息设备增加UPS。400V民用电网不平衡度较高,通常采用稳压补偿设备、选相开关、三相不平衡补偿装置解决。

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