动态无功补偿装置在地铁供电系统中的应用

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动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用

动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用发布时间：2021-11-04T06:49:52.334Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第13期作者：黄山[导读] 城市轨道工程中供配电系统的功率因数一直难以调整。

深圳地铁运营集团有限公司广东深圳 518000摘要：城市轨道工程中供配电系统的功率因数一直难以调整。

由于城市轨道交通运营初期供配电系统的负荷率较低，由带电电缆线路引起的可溶无功功率不容忽视，吸收导致系统功率因数稍低，无功负载消耗大的情况；另一方面，由于城轨“夜间维护、白天运行”的特点，一天中不同时间段的负荷特性是不同的。

在固定时间范围内，也存在供配电系统功率因数不能满足供电系统单元要求的情况。

因此，将动态无功补偿设备（SVG）的设计引入到城市轨道供配电系统中作为功率因数调整方案，非常有必要。

关键词：SVG无功补偿；轨道交通；供电系统引言随着地区供电局对城市轨道交通供配电系统的质量规定越来越严格，地铁供电系统的高低功率因数对提高供配电系统质量和节约电能具有积极的现实意义。

由于供配电系统独特的运行机制和负荷特性，地铁供配电系统长期无法满足供电系统单位对局端电能质量分析的要求。

根据相关电力工程管理规定，通用电力工程管理单位对中心局收费站的功率因数设定了下限值（如广州、深圳地区功率因数不小于0.9）。

1、国内地铁无功补偿的现状地铁用电量的关键是列车牵引带的负荷和地铁的驱动力和照明负荷。

其中，牵引带负载的功率因数一般在0.95以上；驱动力和照明负载的关键是电机和照明，功率因数低。

地铁供配电系统无功补偿标准应为分散补偿与集中补偿紧密结合，以分散为主导。

根据各地铁变电站下方配电设备的路线，将用户所需的无功功率输送到负荷侧。

因此，为了更好地合理降低线损，必须保证在需要补偿的地方产生无功负载。

保证无功就地平衡，减少其长途运输。

事实上，我国不仅有地铁线路供配电系统的设计方案，大部分也是低压集中就征地补偿标准，即在每个地铁和变电站段，基于负载条件设置低压电容器无功补偿柜，使地铁变电站功率因数达到0.9以上。

浅谈动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用

浅谈动态无功补偿 (SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用摘要：在城市轨道交通工程中，电力系统功率因数的调节总是复杂的。

由于城市轨道交通运营初期电力系统负荷率低，电力电缆产生的无功功率难以吸收，导致系统功率因数低，无功损耗大。

另一方面，由于城市轨道交通的特点是夜间维护、白天运营，白天不同时段的负荷性质不同，电力系统的功率因数在固定时间内不符合电力部门的要求。

因此，必须引入SVG作为城市轨道交通电力系统的功率因数调节解决方案。

关键词：城市轨道交通；供电系统；动态无功补偿；功率因数调整前言城市轨道交通的运营离不开电力系统的支撑。

优化电力系统电能质量的关键在于动态调整系统功率因数，以更好地保证电能质量。

从城市轨道交通无功补偿现状出发，介绍了无功补偿装置的特点和优点，研究了将SVG无功补偿装置添加到电力系统的方法，该装置的使用可以大大提高电能质量。

一、SVG动态无功补偿装置的基本原理和组成SVG动态无功连续补偿装置是一种新型的可调连续双向补偿电源。

基本原理是:IGBT管式三相并联变换器并联并网，系统电流由电流变换器采集到SVG控制系统中，控制系统通过实时控制电路分离负载电流中的无功元件，并采用IGBT 触发控制通过调整三相变换器直流侧输出电压的相位和幅度，可以快速吸收(在感知模式下)或发射(在体积模式下)持续不断地补偿动态无功所需的无功电流。

SVG的基本原理是通过高压连接变压器将自动开关桥电路连接到电网上，正确调整桥电路交流侧输出电压的幅度和相位，或者直接控制桥电路交流电流，使电路吸收或释放符合的无功电流h .无功补偿装置H.SVG在原理上有创新突破，使电容器失效，无电容器产生无功。

全面解决了和谐环境下的动态无功补偿问题，是无功补偿的替代产物。

二、城市轨道交通无功补偿的现状城市轨道交通工程供电系统采用双层集中供电系统。

主要由110kV主变电站、35kV牵引减压联合变电站组成。

分析了电力系统的组成和负荷组成，无功补偿要求主要由牵引负荷、变压器负荷和电缆负荷以及电力照明负荷组成。

无功补偿装置在地铁供电系统中的运用

无功补偿装置在地铁供电系统中的运用摘要：在地铁供电系统提倡节能减排和安全生产的背景下，无功补偿装置以其大幅降低电网损耗和减少供电设备故障的优势，广泛应用于电能的产生、输送、分配、应用等各个环节。

本文列举了昆明地铁2号线实例，简要分析了无功补偿装置的运用原理，RSVG功率单元的拓补结构在不同地铁运行模式下，可有效提高SVG安全可靠性能，虽仍处于开发及试运行阶段，但其优越的性能优势明显。

关键词：无补偿装置；地铁供电系统；SVC和SVG无功补偿装置历经了同步相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器（SVG）不同发展阶段，实现了从机械结构到电力电子器件的技术突破。

目前国内无功静止补偿器占比较少，基于新一代SVG在地铁供电系统中的运用优势，各大城市地铁结合实际运行情况与需求，均致力于科学设计有效的无功补偿装置运用方案。

1.无功补偿装置在地铁供电系统中的运用优势无功功率会对地铁供电系统造成诸多影响，当无功功率增加时，会增加变压器和供电设备容量、供电设备和电网损耗、电压波动等，影响供电系统稳定性和安全性，降低供电质量和效率。

通过安装无功补偿装置，有效提高了有功功率比例和电能利用率，减少供电设备和变压器整体的容量，大幅降低电网损耗。

不仅能够保障供电系统的安全稳定运行，降低系统和设备故障的发生概率，还能够降低运行和维护成本，使资源利用最优化。

一定程度上间接降低了供电和用电的危险性，实现了对用户和设备维修人员的双重安全保障。

基于无功补偿装置稳定电压、减少有功损耗、提高设备利用率、平衡三相功率等多方面的特点，相比于传统以大容量电抗/电容为主要手段的补偿装置，无功补偿装置在地铁供电系统中的运用更具优势。

2.地铁供电系统中常用的无功补偿装置2.1SVC无功补偿装置SVC是一种静止无功补偿器，以并联电抗器或者特殊变压器实现对无功功率的供应或者吸收，分为电磁型和晶闸管控制型两大类，广泛应用于输配电电力系统中。

浅谈无功补偿装置在地铁供电系统中的应用

装备应用与研究 ◆ＺｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇｙｕＹａｎｊｉｕ
● ● ■ ■ ＿ ● ＿＿＿＿＿ ■ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿－＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ■ ●－－一
浅谈无功补偿装置在地铁供电系统中的应用
加会导致电流增大和视在功率增加，从而使变压器及其他电气
设备容量和导线容量增加。同时，电力用户启动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。（２）无线路的损耗增加。（３）使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会造成电压
上依然是通过整组投放电容器来实现，而在各车站的变电所设置电容器分组则不可能实现，因为如果电容器投放过多，就会出现投则过补现象，从而受到供电部门处罚；相反，不投则欠
补，地铁线路供电系统的电压功率系数又保障不了，从而无法
满足电力部门的考核要求。另外，过多地安置电容补偿装置，将会导致其使用寿命缩短，损坏频繁。所以，现有的无功补偿设计方案亟需进一步优化。ＳＶＧ作为新一代静止无功补偿器，是该技术发展的最新代表，将ＳＶＧ产品应用于电网中，相当于一个可变的无功电流源，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或发出所需要的无功功率，实现无功功率的快速应激调节。同时，通过电力电子逆变技术制造一个与被补偿对象大小相等、方向相反的电流，相互抵消，功率因数就能达到１。本文以西安地铁２号线为例，在分析其供电系统概况的基础上，对其采用的无功补偿装置的基本原理进行说明，并通过

地铁供电系统中增强型动态无功补偿装置ASVG的应用

2020年第03期电子与电力38地铁供电系统中增强型动态无功补偿装置ASVG的应用郝友杰杜红宇任顺利赵海春【摘要】随着城市地铁运输系统的快速发展，动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统中的应用也越来越广泛。

本文详细介绍了增强型动态无功补偿装置ASVG的发展过程、工作原理及特点，并结合地铁供电系统的特点探究了增强型动态无功补偿装置ASVG在地铁供电系统中的应用。

【关键词】地铁供电系统增强型动态无功补偿装置ASVG 应用增强型动态无功补偿装置又称增强型静止无功发生器（简称ASVG），在传统SVG装置补偿无功基础上增加了谐波滤除功能，目前已经被广泛应用于城市轨道交通、钢铁冶金、汽车制造等行业的供电系统之中。

ASVG利用PWM控制技术，通过电力电子功率平台实现动态的自我输出，不仅能够进行实时的无功补偿及谐波滤除，而且还能有效抑制供电系统中电压的波动。

1 ASVG装置介绍1.1无功补偿装置的发展无功补偿装置自身的发展可以分为三个阶段，即机械式投切无源补偿方式阶段、晶闸管投切静止无功补偿方式阶段和基于电压源的静止同步补偿方式阶段。

第一阶段的机械式投切无源补偿方式又叫固定式无功补偿装置。

因为是机械进行投切，所以每天投切的次数有明确规定，补偿速度低，而且运行时声音非常大，对周围环境影响明显。

第二阶段的基于晶闸管投切静止无功补偿方式属于无源补偿装置。

利用对导通角的控制实现投切的改变，因此在交流牵引供电系统中应用比较广泛。

基于晶闸管投切静止无功补偿装置在实际应用中优于机械式投切无缘补偿装置，能够进行无功连续调节，但是却需要进行分级调节，补偿精度有限。

第三阶段即ASVG装置阶段，ASVG装置利用大功率电力电子器件IGBT的快速开断来完成无功及谐波能量的补偿。

因此，极大地提高了其工作效率，确保了电网系统供电的稳定性和安全性。

1.2 ASVG装置工作原理及技术特点1.2.1 ASVG装置的工作原理是：ASVG装置并联在电网侧与负载侧之间，通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过控制器内部DSP快速傅里叶变换提取出负载的无功电流及谐波电流，然后通过IGBT功率变换器产生与补偿目标大小相等相位相反的补偿电流注入电网，达到抵消负载产生的无功电流及谐波电流，实现对电网侧的电能质量改善功能图1 ASVG装置工作拓扑示意图1.2.2 ASVG的技术特点：一是运行的范围广。

静止型动态无功补偿装置(SVG)在城市轨道交通供电系统中的应用

静止型动态无功补偿装置（SVG）在城市轨道交通供电系统中的应用静止型动态无功补偿装置（SVG）可解决电力系统无功功率的补偿和谐波治理问题，已广泛应用于多个城市轨道交通的供电系统。

在分析SVG裝置工作原理和功能作用后，结合实际运行案例，提出优化建议，确保轨道交通安全高效运营。

标签：轨道交通；供电；无功补偿；SVG装置随着我国城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通供电系统已经成为电力系统重要的用户之一。

由于轨道交通负荷是一个交直流混合的系统，运行方式比较复杂，且随着时间的变化出现较大的波动性，因此呈现出移动性、时变性、非线性等特点，导致供电系统运行过程中容易产生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题。

不仅使供电系统电能质量逐步恶化，同时谐波还会引发设备过热、运行异常和能耗损失，严重影响了供电系统的可靠性。

因此，在城市轨道交通供电系统中采用静止型动态无功补偿装置（SVG）进行电力系统无功功率补偿和谐波治理，提高供电系统的电能质量和可靠性，确保轨道交通安全高效运营。

1 SVG的基本结构原理SVG装置通常由VSC逆变器、直流电容器、连接变压器（或电抗器）、断路器及冷却系统等部分构成。

其工作原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，通过调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流的相位和幅值，使电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现快速动态无功补偿的目的。

当采用直接控制电流方式时，由于SVG不再采用LC回路进行滤波，而是采用PWM电流控制技术进行滤波，是发出与负荷谐波大小相同方向相反的谐波与之相抵消，从而达到有源滤波的效果。

SVG等效原理图如图1所示。

将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。

SVG运行模式及其补偿特性如表1所示。

2 SVG的技术特点SVG采用了空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略和基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式，结合链式结构，解决了在接入系统受到扰动时所引发的各种问题，实现了无功补偿方式质的飞跃。

动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统中的应用

动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统中的应用摘要：轨道交通实际发展中，为了强化供电系统实际运行的实效性，逐渐提高对动态无功补偿装置SVG的重视。

为达到全方位掌控供电系统运行状态的目的，需加大动态无功补偿装置SVG的研究力度，本文分析了动态无功补偿装置SVG的主要构成，总结了此类装置在供电系统中不同层面的实际应用，以某企业设计的FGSVG无功补偿装置为例，明确了此类装置的实践应用成效，旨在突显动态无功补偿装置SVG的实际价值。

关键词：动态无功补偿装置SVG；地铁供电系统；治理谐波基于对动态无功补偿装置SVG基本运行原理的分析，其各项功能依托于自换相桥式电路和PWM控制技术实现，可依据地铁供电系统的负荷波动，动态调节自身的输出，可在实现无功补偿的基础上抑制电压波动，还具备滤波及闪变等多项功能。

为了提高地铁供电系统的运行质效，应加强对动态无功补偿装置SVG的有效利用。

1.动态无功补偿装置SVG的主要构成与应用优势无功补偿装置技术经历了多个发展阶段，包含机械式投切无缘补偿、晶闸管投切静止无功补偿和基于电压源的静止同步补偿，通过以上三个阶段的发展，使得无功补偿装置技术水平得到提升，且日趋成熟。

对于动态无功补偿装置SVG而言，主体结构中包含电抗器、变压器、控制保护及功率单元等多项组件。

动态无功补偿装置SVG的实际运行需要与地铁线路中的供电系统进行并联，目的是达到有效调控供电系统的目的，使得地铁的供电系统稳定运行需求得到满足。

基于对动态无功补偿装置SVG应用优势的分析，可降低供电系统的线路损耗，还能提高电能质量，在此基础上，实现对地铁供电系统运行状态的改善。

2.FGSVG无功补偿装置在地铁供电系统中的应用2.1FGSVG无功补偿装置的系统构成FGSVG无功补偿装置的系统构成中，进行了改进和创新，主要利用模块化设计方案，能够在保证容量充足的前提下，通过简单的结构设计，实现对系统运行成本的有效控制，还能强化系统运行的稳定性及可靠性，强化电力补偿运行的实效性。

无功补偿技术在地铁供电系统的应用

择进行说明，为以后新建地铁线路的无功补偿提供借鉴。关键词地铁：无功补偿；ＳＶＧ；并联电抗器Ｕ２３１．８；Ｕ２２３．５３文献标志码Ａ
初期
低谷初期
１主变压器
２主变压器
ｌ３９２
ｌ３９２
高峰
２主变压器１８１８０
ｌ７４ｌ
远期Ｉ主变压器
低谷
远期
２主变压器１７４１
１主变压器２５２１０
功功率较大同时，由于牵引负荷存一天内波动很大，
所以不同时段的感性无功变化较大、以成都地铁２号
都市快轨交通・第２７卷第５期２０１４年１０月
机电工程
ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ — ６０７３．２０１４．０５．０２５
无功补偿技术在地铁供电系统的应用
曾之煜
（中铁二院１二程集 Ⅲ有限责任公成都６１００３１）
０．Ｉ５０．１４０．９９０．９６０．Ｉ９０，１８Ｉ．０００．９９０．２１）０．１８１．Ｏ０１．（ｍ
１主变压器１８４５８
高峰
近期低谷近期
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证运营各时期的功率因数存Ｏ．９５～１．０的优质区以
内，每年ＦＩ１此少交的电费与设置无功补偿装置而避免的罚歉电赞将是一笔可观的费川鉴下此，推律陔线主变电所设置无功补偿装置，以提高功牢数一

浅谈动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的运用

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。
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

动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的应用探讨

动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统的应用探讨作者：王继锋来源：《科技创新导报》 2013年第12期王继锋（苏州市轨道交通集团有限公司江苏苏州 215004）摘要：对SVG装置的发展和工作原理进行了介绍。

结合地铁供电系统的特点，并对SVG装置在地铁供电系统内的应用进行了适应性分析，并提出了SVG装置在应用上仍存在的不足及发展展望。

关键词：地铁供电系统动态无功补偿装置SVG 无功补偿中图分类号：U26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)04(c)-0106-02WANG Jifeng(Suzhou Rail Transit Co.,Ltd.,Suzhou City Jiangsu Province,215004)Abstract：This paper introduced the development and the principle of theSVG(Static Var Generator).Considering the characteristic of the metro power system,this article analyzed the applicability of the SVG in metro power system,in the same time,it proposed the disadvantages of the SVG and prospects of its development.Key Words：metro power supply system Static Var Generator reactive power compensationSVG为Static Var Generator的缩写，直译为静止无功发生器，但根据其作用方式，习惯称作动态无功补偿装置。

SVG装置采用自换相桥式电路和PWM控制技术，能实时跟随负荷波动动态调节自身输出，除能进行无功补偿外，还具有滤波、抑制电压波动和闪变等多项功能，已成功应用于冶金、煤矿、电气化铁道、电网等领域。

浅谈动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用

应用科技科技创新与应用Technology Innovation and Application2018年3期浅谈动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用郑勇峰(厦门轨道交通集团有限公司，福建厦门361004)摘要：在城市轨道交通工程中供电系统的功率因数一直存在着调节复杂的情况。

由于在城市轨道交通运营初期供电系统负载率较低，带电电缆产生的容性无功难以被吸收，从而造成系统功率因数偏低、无功功率损耗较大的现象；另一方面，由于城市轨道交通“夜间检修、白天运营”的特点，每天不同时段的负载性质不同，在固定的时间段，也存在着供电系统功率因数无法满足供电部门要求的情况。

因此城市轨道交通供电系统中引入动态无功补偿装置（SVG)设计作为功率因数的调整方案，是非常有必要的。

关键词：城市轨道交通;供电系统；动态无功补偿；功率因数调整中图分类号：U223.6 文献标志码：A文章编号=2095-2945(2018)03-0128-02Abstract：T h e p o w e r fa cto r o f p o w e r su p p ly s y ste m in u r b a n r a il tr a n s it e n g in e e rin g is a lw a y s co m p lica ted.B ecau se o f th e lo w lo a d r a te of p o w e r su p p ly sy ste m in th e e a rly sta g e o f u r b a n r a il tr a n s it o p e r a tio n,th e cap acitive rea ctive p o w e r g e n e ra te d b y live cab le is d ifficu lt to b e a b so rb ed,w h ich le a d s t o th e p h e n o m e n o n o f lo w sy ste m p o w e r fa c to r a n d la rg e rea ctive p o w e r lo ss.O n th e o the r h a n d,d u e t o th e c h a ra cte ristics of"m a in te n a n ce a t n ig h t,o p e r a tio n in d a ytim e"of u r b a n r a il tr a n s it,th e lo a d n a tu re of d iffe r e n t p e r io d s of th e d a y is d iffe r e n t.In a fixed tim e p e rio d,th e r e is a lso th e s itu a tio n w h e r e th e p o w e r su p p ly ca n n o t m e e t th e req u irem e n ts o f th e p o w e r su p p ly d e p a r tm e n t.S o it is v e r y n e cessary to in tro d u ce S ta tic V a r G e n e r a to r(SVG)in to th e p o w e r su p p ly s y ste m o f u r b a n r a il tr a n s it a s th e a d ju stm e n t s o lu tio n to p o w e r fa cto rs.Keywords: u r b a n r a il tr a n s it;p o w e r su p p ly sy stem;d y n a m ic rea ctive p o w e r co m p e n sa tio n;p o w e r fa c to r a d ju stm e n t1概述城市轨道交通供配电系统产生的无功包括感性无功和容性无功两种。

动态无功补偿装置在地铁供电系统中的应用

动态无功补偿装置在地铁供电系统中的应用深圳地铁供电系统采用集中供电方式，主要由110kv主变电所、35kv环网供电、直流1500V牵引供电、车站400V动力用电等系统组成。

地铁供电系统设备分布广，一座主变电所的供电范围长达20公里、高压电缆总计有400多公里长。

电缆在运行过程中产生的大量容性无功远高于地铁系统内电动机、变压器等设备产生的感性无功，导致110kv主变电所功率因素不达标，每月需额外支付力调电费。

地铁主变电所增设无功补偿装置后，显著提高了地铁供电系统的电能质量，功率因素达标、节能环保、降低地铁电费支出，有效节省了地铁运营成本。

标签：电能质量；动态无功补偿；MSVC；节能环保；地铁主所1 地铁系统无功功率的特点1.1 深圳地铁西乡乐铁线供电范围要容性无功源一览表表1备注：C0为供电线路单位长度的电容（？滋F/km），L为供电线路的长度，BL为？仔型等值电路等值电纳线路电容的充电功率？驻QB与电压的平方成正比，当作无功损耗时应取负号，即线路容性无功功率简化公式为：Q=U2*2πf*CU-电压，此处取值110，000伏π=3.14，f-频率，50赫兹1.2 深圳地铁西乡乐铁线供电范围主要感性无功一览表见表2（估值）通过以上分析可以得出以下结论：（1）0：00至6：00时段地铁处于非运营时段、牵引负荷近视为0；大电量的电机、空调、风机、电扶梯等处于停运状态；感性负荷最小，产生的感性无功功率自然最小。

（2）由于110kv乐铁线的电缆线路较长，达9300m；35kv电缆线路多达298km，线路越长，线路电容越大，产生的容性无功也就最大。

电力电缆是深圳地铁供电系统中最大的容性负载，且24小时不间断地输送无功功率。

（3）由于地铁运营的特点，分为运营时段和非运营时段。

在运营期间，牵引用电、动力照明等用电均较大，系统内的有功电能需求大；非运营期间，由于地铁车辆的牵引负荷、车站动力负荷、照明等均减少。

使系统内的负荷严重不均匀，特别是有功负载波动极大，故在轻负载和休车时段系统功率因数明显下降。

无功补偿在铁路电力系统中的应用案例

无功补偿在铁路电力系统中的应用案例无功补偿是电力系统中重要的电能质量控制技术之一，它可以提高电力系统的功率因数，减少无效功率的消耗，并优化电能流动。

在铁路电力系统中，无功补偿的应用尤为重要，可以提高供电质量，增强电力系统的稳定性和可靠性。

本文将通过分析一些实际的应用案例，探讨无功补偿在铁路电力系统中的重要性和效果。

案例一：动车组线路无功补偿系统的运用某铁路局在其动车组线路中引入了无功补偿系统，以解决线路功率因数低和电能浪费的问题。

通过在电力系统中安装无功补偿装置，并根据电力系统的实际运行情况进行优化调节，可以实时调整无功补偿容量，并提高系统的功率因数。

从而减少电力系统的无效功率消耗，提高电能利用率。

此外，无功补偿系统还可以降低线路电流，减小线路的损耗和电力设备的负载，进一步提高系统的运行效率和可靠性。

案例二：地铁供电系统中的无功补偿应用在城市轨道交通中，地铁供电系统是一个庞大而复杂的电力系统。

为了提高供电系统的质量和效率，某地铁公司引入了无功补偿技术。

无功补偿装置被安装在供电系统的关键节点上，根据系统的需求进行精确调控。

这样可以不仅改善供电系统的功率因数，还可避免因负载变化引起的电压波动和电力设备的过载。

此外，无功补偿技术还可以提高系统的电能质量，减少电磁干扰，保障地铁列车及相关设备的正常运行。

案例三：铁路变电所中的无功补偿系统某铁路变电所通过引入无功补偿系统，有效地提高了电力系统的经济性和稳定性。

无功补偿系统通过监测电力系统的功率因数和电能质量，自动调节电力系统中的无功功率，并根据电能负荷的变化实时调整无功功率的容量。

这样，无功补偿系统可以提高变电所的电能利用率，减少因无功功率引起的电能损耗。

同时，它还可以改善电力系统的电压稳定性和电力设备的寿命，降低整个供电系统的维护成本。

总结：以上是几个在铁路电力系统中应用无功补偿技术的案例。

无功补偿的运用可以有效地提高电力系统的功率因数，减小无效功率的消耗，优化电能流动，从而提高供电系统的质量和效率。

城市轨道交通供电系统加装无功补偿装置技术应用

Value Engineering1加装无功补偿装置的项目背景1.1主变电站原有设计兰州市轨道交通1号线一期工程全线设置两所主变电站，分别为东岗主变电站和西客站主变电站。

主变电站设计为110kV/35kV 降压变电站，设置两台40MVA 主变压器，两台主变压器进线接110kV 外电源电缆2回，经降压馈出35kV 电缆6回[1]。

主变电站110kV 侧采用内桥接线，35kV 侧采用单母线分段接线，正常运行方式下母联断路器打开。

变电站35kV 两段母线各配置1台动态无功补偿装置（SVG ），每台容量-3.75Mvar~+3.75Mvar ，满足地铁专用变侧无功动态补偿的需求。

1.2功率因数不达标兰州市轨道交通1号线一期工程2019年6月23日开通试运营，西客站主变电站自投入运行以来功率因数长期不达标，西客站主变电站外部电源两路进线分别由两公网变电站330kV 彭家坪变和110kV 龚家湾变引出，投入期间公网侧线路间隔功率因数均远低于兰州供电公司功率因数考核要求0.9。

最初考虑的是充分使用原有设计的无功补偿装置用以提高功率因数，一是将西客站主变电站SVG 从自动无功补偿调整为恒无功补偿模式；二是将1号线全线各牵引降压混合所再生能馈装置调整为夜间无功补偿方式。

但西客站主变电站外部电源彭西线月度累计功率因数约0.7，龚西线累计功率因数为约0.8，仍低于兰州供电公司功率因数考核要求0.9。

1.3探寻不达标缘由兰州市轨道交通1号线一期主变工程建设批复文件中明确“贸易结算计量点设置在兰供变电站，考核点设置在110kV 地铁专用变。

”兰州轨道交通以无功考核点在110kV 地铁专用进行设计建设，未考虑线路无功补偿。

而兰州市供电公司在现供用电合同中规定无功考核点与贸易计量点一致，即考核点及贸易计量点均在兰供变电站侧。

至此，在原有设计无法提高指标的同时贸易计量点也无法变更的实际情况下，兰州轨道交通决定通过技术手段进行改造，实现对无功功率的就地平衡以达到系统指标。

无功补偿方案在地铁供电系统中的应用探究

无功补偿方案在地铁供电系统中的应用探究摘要：由于地铁主要修建于人口密集的市区，地铁供电系统运行中产生的无功功率，可能会对城市公共电网的正常使用造成影响，如果不能及时有效的处理，给公共电网和地铁供电系统都会带来潜在的隐患，制定针对性的无功补偿方案就显得十分必要。

本文首先概述了地铁供电系统无功特性带来的负面影响，随后基于某地铁工程实例，就无功补偿方案的设计与应用效果展开了简要分析。

关键词：地铁；供电系统；无功补偿；方案设计引言地铁的供电系统是采用两级供电制的方式的高压用电用户，地铁列车的设计决定其牵引负荷的功率因数总额在0.96左右，车站动力及照明的功率因数通常在0.78左右，这与我国电力部门现阶段所规定的高压供电用户高峰时段功率因数应在0.9以上不符，致使地铁供电系统发生线路损耗加快、有功输出容量不足等问题，甚至对城市供电造成影响，所以采取无功补偿方案是地铁供电系统正常运行的必然选择。

一、地铁供电系统无功特性带来的影响1、降低功率因数地铁供电系统的功率因数会随着时间发生明显的变化，通常来说，白天由于地铁运行负荷较大，功率因数往往超过了0.9，但是夜晚随着客流量减少，地铁运行负荷也随之降低，此时功率因数可能只有0.4-0.5，此时地铁供电系统还会向城市电网反送一定的无功功率。

2、造成电网电压波动为了保证地铁供电系统正常运行，电缆线路的充电无功功率较大，导致容性无功向送端电源倒送。

电源电压会出现短时间内升高的情况，这种现象在地铁空载时表现的尤其明显。

如果线路末端或电源电压持续升高且超过额定电压，还会对地铁整个供电系统的运行产生危害，部分电气设备可能因为过压出现故障，增加了行车安全隐患。

3、引起电网谐振在整个地铁供电系统中，电缆的分布电容与电缆电感、变压器电感并联形成谐振回路。

在地铁正常运行时，由于牵引系统和照明系统中产生非线性负荷，这些负荷无法得到正常的消解，在经过谐振回路后形成谐波。

谐波频率各不相同，其中部分特征谐波的频率与谐振频率相等，两者融合后会产生谐波谐振的放大效应，导致电网电压升高，影响地铁系统的运行安全。

SVG动态无功补偿在地铁供电系统中的应用分析

SVG动态无功补偿在地铁供电系统中的应用分析摘要随着地铁供电在城市电网系统中所占比重的不断提高，地方供电局有关城市地铁供电系统质量的要求也明显提升。

如何提高供电系统运行质量是各方人员高度重视的课题。

针对地铁供电系统存在的功率因数偏低问题，应用SVG 动态无功补偿装置可显著改善供电质量，对城市供电系统运行可靠性水平的提升意义重大，值得引起重视。

关键词地铁；供电系统；SVG动态无功补偿1 SVG动态无功补偿概述SVG动态无功补偿装置由变压器、功率单元、电抗器、控制保护系统等组件与配套附件构成。

在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿的基本工作原理是通过电抗器或变压器装置，将自换相桥式电路与电网并联，对桥式电路交流输出侧电压相位以及电压幅值进行调节，并对交流侧电流进行直接控制，以确保该电路发出或吸收可满足要求的无功电流，以满足对地铁供电系统进行动态无功补偿的目的[1]。

SVG动态无功补偿的基本运行模式如下图（见图1～3）所示。

结合图1，在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿装置的应用具有如下几个方面优势与特点：第一，SVG动态无功补偿装置运行范围宽，能够对地铁供电系统无功输出进行双向、动态、连续调节，根据负荷变化对无功输出进行调整，支持感性无功以及容性无功两种模式，可最大限度地确保功率因数达到趋近于1.0的理想状态；第二，SVG动态无功补偿装置的响应速度快。

即在供电系统频繁波动负荷状态下，SVG动态无功补偿可在5.0ms时间内进行响应，从而可以取得理想的无功补偿效果；第三，无谐波干扰。

在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿装置采用多电平PWM技术，谐波含量低，无须配置专用滤波器，且具有良好的滤波效果；第四，无系统串联、并联谐振。

SVG动态无功补偿装置运行期间无须大量电抗器或电容器装置，供电系统无并联、串联谐振影响，从而可提高供电系统相关设备的运行可靠性。

2 工程概况xx地铁1号线位于S市，线路全长40.0km，沿线共设置30座车站，其中24座车站为地下站，6座车站为高架段。

浅议动态无功补偿装置SVG在地铁供电系统中的应用

（2）补偿方式：采用传统的电容无功补偿装置进行无功补偿，补偿后的功率因数一般在 0.8-0.9 左右。SVG 采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因数一般在 0.98 以上；
（3）补偿时间：采用传统的电容无功补偿装置进行无功补偿，完成一次补偿最快也要 200 毫秒的时间，SVG 在 5-20 毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况；
【摘要】提高地铁变电所功率因数、改善系统电压质量是改善地铁供电系统电能质量的有效措施，对地铁供电系统的无功、谐波污染进行综合治理具有重要的意义。本文介绍了一种新型的无功补偿装置 SVG，分析了该种补偿装置与传统的无功补偿装置相比的优缺点，并对 SVG 的发展趋势进行了展望。【关键词】无功补偿装置 SVG 地铁供电
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铁道勘测与设计 RAILWY SURVEY AND DESIGN 2009 (3)
浅议动态无功补偿装置ＳＶＧ在地铁供电系统中的应用钟骏
技术应用研究
果频繁投切，会使补偿装置寿命缩短，损坏频繁。因此，现有无功补偿方案亟需优化。
SVG 是新一代静止无功补偿器产品，是无功补偿领域最新技术应用的代表。SVG 并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。当采用直接电流控制时，不仅可以跟踪补偿冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。利用电力电子逆变技术产生一个与被补偿对象大小相等而方向相反的电流，相互抵消，功率因数可接近 1。图 1 为 SVG 原理图。

浅谈动态无功补偿（SVG）设计在城市轨道交通供电系统中的应用

浅谈动态无功补偿（ SVG）设计在城市轨道交通供电系统中的应用摘要由于当前城市化进程的加快，城市轨道交通也在飞速的发展，需要通过适当的供电系统管理来保证城市轨道交通的正常运行，以减少电源不稳定造成事故的风险。

对于城市轨道交通系统，采用的供电方式会影响实际的供电效率和负荷，在这种情况下，需要运用动态无功补偿的设计来确保主变电站供电的正常运行，确保城市轨道交通系统正常运行。

关键词：城市轨道交通；动态无功补偿（SVG）；应用引言当前，在城市轨道交通运营过程中，供电系统的实际功率负荷比较大，在实际应用供电系统时会出现恒定的功率损耗，这些因素会造成供电系统不稳定的现象。

因此，有必要研究轨道交通中的供电系统的电路形式，以确定实际产生的电量，并制定相应的电路模型以考虑如何进行功率补偿。

最常见的城市轨道交通应用是动态无功补偿（SVG），本文将结合实际情况进行深入研究。

一、动态无功补偿（SVG）概述（1）动态无功补偿（SVG）的重要性在现阶段，我国大多数城市轨道交通采用两级供电系统，并分别建造了一个110kV主变电站，以满足轨道交通的电力需求。

由于牵引系统和电力照明系统在轨道交通运营中消耗的能量最多，因此供电系统的功率因数与牵引负荷和电力照明负荷密切相关。

目前，对于牵引负载，我国一般采用24脉冲整流方式使功率因数接近1，而对于电力照明负载，功率因数小且在0.78左右波动，显然较低。

在某种程度上，超过电力部门规定的价值会影响轨道交通行业的经济和社会利益。

如果功率因数太小，则线路损耗会增加，有功输出容量会降低，这会对电源系统的正常运行造成安全隐患。

另外，轨道交通电缆线太长，电容量非常大，导致产生大量的电容无功功率，这种现象在非运营高峰期尤为明显。

无功功率导致不必要的经济损失。

为了解决这些问题，确保功率因数符合电力部门的相关标准，以确保功率因数符合电力部门的相关标准，从而为轨道交通的稳定性和效率注入持续的电力。

促进电力供应系统和轨道交通行业的可持续发展。