對地鐵供電系統中運用SVG動態無功補償相關闡述

郭佳寶

摘要：本文主要分析了SVG動態無功補償裝置的發展歷程、工作原理和基本特點，重點介紹了SVG動態無功補償裝置在地鐵供電系統中的運用效果，其不僅可以有效抑制電壓波動、改善電能質量，而且還可以降低系統運行成本，推動我國地鐵事業的快速發展。通過對SVG動態無功補償裝置進行研究，以期為地鐵供電系統的安全運行提供可靠保障，創造出最大化的經濟與社會效益。

關鍵詞：SVG動態無功補償;地鐵供電系統;運用效果

1.SVG動態無功補償裝置概述

1.1 SVG動態無功補償發展

通常情況下，SVG動態無功補償裝置經歷了大致三個發展階段，具體如下：（1）機械式投切無源補償階段。其是固定式無功補償裝置，在早期電力系統中得到廣泛應用，而且因為是機械投切，所以補償速度較慢，且噪聲大，因此限制了每天使用頻次;（2）晶閘管投切靜止無功補償階段。其屬于無源補償裝置，在交流牽引供電系統中和電力系統中得到廣泛應用，主要是借助可控硅的導通角控制來使投切的電容器或電抗器發生改變，具體又包括了TSC和TCR+FC兩種補償方式，其中后者屬于主流的SVC補償方式，能夠實現對牽引負荷變化的快速跟蹤，且可以濾除少部分諧波，然而其自身能夠產生大量諧波，這就對濾波裝置提出了較高要求。而前者不產生多余諧波且更為經濟，但是無法滿足無功的連續調節要求，只可以實施分級調節;（3）SVG動態無功補償階段無需選擇大容量的電抗器、電容器，只需借助大功率電力電子器件IGBT就能夠實現對無功能量的有效轉換。

1.2 SVG動態無功補償裝置工作原理

該裝置具有動態補償諧波、抑制電壓波動、節能降耗和改善電能質量等特點，因此具有比較大的發展前景。在SVG動態無功補償裝置具體運行階段，可以經電抗或直接并聯等方式將電壓源型逆變器與地鐵供電系統進行連接，通過對不同開關控制系統電壓的相位和幅值進行調節來達到諧波治理與動態無功補償的效果。實際上，可將SVG動態無功補償裝置比作調相電源，其可以對供電系統所需的無功進行準確檢測，并發出大小相同但相位相反的無功，進而確保整個系統維持高效運行，提高電能的利用效率。

1.3 SVG動態無功補償裝置技術特點

（1）補償功能多樣化。借助以往的電容無功補償裝置為供電系統提供無功補償時，其對應的補償后功率因數為0.8-0.9左右。SVG主要是借助多電平模塊化技術來提供無功補償，并通過恒電壓、恒無功、綜合電壓無功、恒功率因數方式，在容量足夠的同時，確保補償后的功率因數接近;（2）補償范圍寬。以往的電容無功補償裝置選擇了有級補償，無法滿足精確補償要求。而SVG能夠實現從感性額定無功到容性額定無功范圍內的無極補償連續變化，以期達到精確補償要求，不僅可以滿足地鐵供電系統負荷變化大需求，而且還可以滿足供電質量要求，大大提升裝置的性價比;（3）諧波抑制。以往的電容無功補償裝置選擇了電容電抗式，其能夠將某些頻率的諧波濾除掉，而SVG不會放大諧波，且使用階段不產生諧波，能夠結合補償點電流諧波大小值來生成反方向相應次的諧波電流，這樣既可以達到諧波補償的目的，而且還可以有效提高負荷用電質量;（4）響應時間快。以往電容無功補償裝置無法實現對投切時間的有效控制，而且在投切時會出現拉弧現象，加之多次動作后將會發生結點燒毀、粘連現象，導致電容器在電網上出現死投現象。基于夜間輕載狀態下，將會提升末端電壓，造成用電設備燒毀。而裝設了SVG后，可以在瞬時完成無功補償，既能夠滿足迅速響應要求，同時也便于后期的維護工作。

2.在地鐵供電系統中SVG動態無功補償裝置應用

2.1無功補償

對于地鐵供電系統而言，其功率因數與諧波類似，同樣與動力照明負荷、牽引負荷有關，且以往的理論基波功率因數接近于1。然而，如今隨著科學技術的發展，大量的變頻設備開始在地鐵供電系統中得到應用，大大提高了其功率因數。在地鐵運行初期，其遂產生的符合比較小，此時感性功率小于容性功率，可以選擇容性無功功率補償方式來保證地鐵供電系統的正常運行。目前，SVG動態無功補償裝置在我國大多數城市供電系統中得到應用，其能夠對系統功率因數水平進行自動調節，避免由于功率因數無法滿足部門要求而導致其社會競爭力降低。

2.2諧波治理

在地鐵供電系統中，動力照明負荷和牽引負荷是產生諧波的主要原因，此時需要采取措施來消除諧波影響，進而確保供電系統的正常、高效運行。在地鐵傳統運營模式中，可以通過提高整流機組脈波數的方式來降低諧波產生的不利影響。對于動力照明系統工作階段產生的諧波可以通過24脈波整流機組來消除諧波帶來的不良影響。同時，SVG動態無功補償裝置具有比較好的濾波作用，將其與與其他裝置結合在一起使用，可以更好的提高諧波治理水平。

2.3電壓波動和閃變

在地鐵供電系統運行階段，電壓波動及閃變會誘發供電不穩現象，進而埋下安全隱患，甚至還有可能造成不必要的人員傷亡與經濟損失。此時可以選擇SVG動態無功補償裝置來達到穩定電壓的效果。然而，在供電系統實際運行階段，電壓穩定性可能受到多方面因素影響，雖然電容元件、電纜等設備可以達到穩定效果，然而無法確保整個供電系統的穩定可靠、安全高效的運行。此時可以借助SVG動態無功補償裝置來有效抑制電壓波動和閃變現象，在改善電能質量的同時，提高地鐵供電系統運行效率。

3.結束語

綜上所述，在地鐵供電系統中，SVG動態無功補償裝置發揮著至關重要的作用，且與地鐵正常運營密不可分。此時就需要結合地鐵供電系統實際運行情況，對SVG動態無功補償裝置進行合理應用，進而在提高供電系統運行效率的同時，推動我國地鐵行業的快速發展。

參考文獻

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