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摘要：随着人们生活水平的提高，使得人们对供电系统的要求也越来越高。如何提高电网质量、减少网络损耗成为当前我国电力事业发展的重要问题。无功补偿作为目前我国电力系统中的一个重要组成部分，它不仅可以极大地提高电力系统的供电效率，而且还能有效保障电力系统安全、稳定地运行。因此，对我国电力系统的优化配置和电力资源的合理利用具有十分重要的意义。文章针对城市轨道交通供电系统的无功补偿展开了具体的分析，以供广大同仁参考借鉴。
关键词：城市轨道交通;供电系统;无功补偿
引言：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。
1无功补偿技术的概述
无功补偿技术实际上就是无功功率补偿技术，在运转的过程中能将电能转换为热能，机械能等能源形式，同时消耗的资源总量也比较小，还能实现电压质量的提高和对电网负荷功率的科学调节。从长远的眼光来看，对于优化行业资源结构有很大帮助。在电气自动化技术中的应用也是如此，对该技术进行利用，能够提高相关设备的使用效率，同时也能提高一些电气设备的运转稳定性，营造一个较为良好的外部环境。对于提高行业的经济效益也有巨大帮助。无功补偿技术在不同行业中的具体应用表现趋于多样化，不仅得益于其优异的生产能力，同时也得益于其较高的适應性。
2无功补偿装置分析
2.1固定电容补偿器
固定电容补偿器通过投入固定数量的电容器来对线路上的无功功率进行补偿，原理简单但是灵活性差，尤其是对运量较小的铁路线路，当线路上无车运行时，固定电容器仍在投运反而会使功率因数更低。但是由于其结构简单，成本偏低，且对于中等运量的铁路仍有一定的无功补偿效果，因此目前多数牵引变电所仍采用这种补偿方式。
2.2动态电容补偿器（SVC）
动态电容补偿器可以通过调节投入运行的电容器数量来对线路上的负荷进行动态响应，当线路上负荷越大时投入的电容器越多，达到良好的无功补偿效果。常见的动态电容补偿装置有晶闸管控制电抗器（TCR）式、晶闸管投切电容器（TSC）式、磁控电抗器（MCR）式。晶闸管投切电容器型SVC的原理是由多组并联的晶闸管来控制容抗的大小，其中晶闸管只起到开关的作用，这种方式可以有效抑制谐波的产生，缺点是响应速度慢，不能很好的应对冲击性负荷。晶闸管控制电抗器式电容补偿装置中的晶闸管具有触发延迟功能，通过此功能控制与其并联的电容器形成连续、可控的感性电流，由于阀组容量大于电容组容量，使得整套装置既能补偿容性无功也能补偿感性无功。晶闸管控制电抗器式电容补偿装置直接连在高压母线上，具有响应速度快、补偿效果好的优点。但由于其晶闸管在高压侧，对晶闸管的耐压水平的要求较高，在实际运行中的设备，时常会出现单体晶闸管损坏的情况，且TCR型电容补偿装置结构复杂，后期运营维护成本高。磁控电抗器式电容补偿装置在其控制线圈连接有两个晶闸管，在一个工频周期内两个晶闸管轮流导通，通过改变晶闸管控制角度，调节控制回路输出的控制电流大小，进而控制线圈对应的铁芯中产生的直流磁通量，以此来提供连续变化的无功功率。磁控电抗器的优点是结构原理简单，本体抗冲击能力强，通过控制晶闸管的控制角进行自动控制，实现连续补偿，使用寿命长。
3城市轨道交通供电系统无功功率补偿方式及装置的选择
3.1补偿方式的选择
无功功率补偿技术的发展时间比较短，但在实践的过程中，已经研发出来类型比较多的补偿装置。根据补偿方式，可以将其分为静态的无功功率补偿形式和动态的无功功率补偿形式。动态的静止无功功率补偿装置在应用时，主要部件不会产生运动轨迹，输出变化更加的快速准确及时，可以满足设计的各种控制目标要求。这种补偿装置在应用时效果比较好。目前动态的静止无功功率补偿装置应用种类越来越多，主要存在静止的无功发生器和磁控电抗器等设备类型，能够满足供电系统无功功率补偿的基本要求。动态的无功功率补偿装置的类型比较多，在计算分析时可以发现，建设一路主变电所，主要是向系统输入感性的无功功率。在对三种比较成熟的补偿方案进行选择时，主要是对静止的无功功率发生器和磁控电抗器以及相控电抗器等设备的应用情况进行比较。要根据设备的投资额和装置的应用情况以及具体的容量，选择最优的补偿方案。在对比时可以发现，这三种装置的技术性能，都能满足城市轨道交通供电系统的无功功率补偿需求。但在进行实际应用的过程中，传统的轨道交通供电系统，会选择静止无功功率发生器装置。因为这项装置在应用时，原理比较先进、能力比较强、设备的响应速度比较快、占地面积更小。
3.2补偿装置的选择
根据当前城市交通行业的发展特点，结合运营阶段和非运营阶段，轨道无功功率波动情况，对补偿设备的响应速度存在不同级别的要求。一般情况下非运营阶段不会存在剧烈的无功负荷波动。在对集中供电方式进行研究时可以发现，当前变电所采用了独立的110Kv供电形式，选用的设备比较先进，而且存在充足的设备安装空间，运行条件也比较好。在对谐波进行治理时，滤波通道存在低压测APF的功能。在这个基础上可以提出新的观点，建设一路主变电所，设置的补偿装置，可以将磁控电抗器集中补偿形式和有源滤波分散补偿形式进行有机结合，通过相关技术的综合应用，增强装置的应用性能。可以在车站变电所底部400V母线区域，将分组设置的投切电容器设备，转化为电抗器设备。通过APF有源滤波装置，进行全方位的控制。在这个过程中滤波功能比较强，而且能够对电缆部分的无功功能进行有效的补偿。
在进行网络系统应用时，计算容量比较小，供电分区各降压变电所的有源滤波装置在使用时，输出固定感性无功，可以抵消电缆线路运行过程中，产生的部分容性无功。降压所内部存在有源滤波器设备，可以对感性无功输出的容量，进行有效的调整，以此来降低磁控电抗器设备的容量投资。相关技术在应用时，存在非常显著的效果。这种组合式的技术在应用时，打破了原有的单一设备集中补偿的局限性。线路的延伸性建设，无需对原有的设备进行扩展或者改造。在延伸线路区域增加分散补偿，就可满足补偿的需求。将原来的主变电所集中无功补偿的建设形式，转化为车辆的分散补偿，主变电所补偿设备的应用数额会大幅度降低，可以缩减投资力度。每个区域的电缆无功会保持平衡，避免出现资源的损耗问题。主变电所设置磁控电抗器设备，可以进行通风空调的安装。APF在应用时，能够对通风空调设备的设置形式进行简化，可以对设备的使用情况进行全方位的管理。
4结语
综上所述，在进行城市轨道交通供电系统建设时，一般采用了直流牵引方式。这种方式的波动性比较强，谐波含量类型比较多，而且更加丰富，输电电缆的容性电流比较大。但是在实际建设的过程中，需要根据系统的具体需求进行无功功率的补偿，才能维持电压的稳定运行。为了减少对电力系统和其他系统造成的损坏，提高电网的运行质量，保证供电的可靠性。必须对供电系统进行全面的分析和研究，并且制定针对性的预防措施，确保交通供电系统在运行时，能够创造更多的综合效益。
参考文献
[1]林涛，陈益龙，苏毅.解析城市轨道交通供电系统的无功补偿要点[J].智能城市，2019，5（21）.
[2]秦大伟，刘亚欣.城市轨道交通供电系统无功补偿方案探讨[J].机电信息，2020（29）.
关键词：城市轨道交通;供电系统;无功补偿
引言：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。
1无功补偿技术的概述
无功补偿技术实际上就是无功功率补偿技术，在运转的过程中能将电能转换为热能，机械能等能源形式，同时消耗的资源总量也比较小，还能实现电压质量的提高和对电网负荷功率的科学调节。从长远的眼光来看，对于优化行业资源结构有很大帮助。在电气自动化技术中的应用也是如此，对该技术进行利用，能够提高相关设备的使用效率，同时也能提高一些电气设备的运转稳定性，营造一个较为良好的外部环境。对于提高行业的经济效益也有巨大帮助。无功补偿技术在不同行业中的具体应用表现趋于多样化，不仅得益于其优异的生产能力，同时也得益于其较高的适應性。
2无功补偿装置分析
2.1固定电容补偿器
固定电容补偿器通过投入固定数量的电容器来对线路上的无功功率进行补偿，原理简单但是灵活性差，尤其是对运量较小的铁路线路，当线路上无车运行时，固定电容器仍在投运反而会使功率因数更低。但是由于其结构简单，成本偏低，且对于中等运量的铁路仍有一定的无功补偿效果，因此目前多数牵引变电所仍采用这种补偿方式。
2.2动态电容补偿器（SVC）
动态电容补偿器可以通过调节投入运行的电容器数量来对线路上的负荷进行动态响应，当线路上负荷越大时投入的电容器越多，达到良好的无功补偿效果。常见的动态电容补偿装置有晶闸管控制电抗器（TCR）式、晶闸管投切电容器（TSC）式、磁控电抗器（MCR）式。晶闸管投切电容器型SVC的原理是由多组并联的晶闸管来控制容抗的大小，其中晶闸管只起到开关的作用，这种方式可以有效抑制谐波的产生，缺点是响应速度慢，不能很好的应对冲击性负荷。晶闸管控制电抗器式电容补偿装置中的晶闸管具有触发延迟功能，通过此功能控制与其并联的电容器形成连续、可控的感性电流，由于阀组容量大于电容组容量，使得整套装置既能补偿容性无功也能补偿感性无功。晶闸管控制电抗器式电容补偿装置直接连在高压母线上，具有响应速度快、补偿效果好的优点。但由于其晶闸管在高压侧，对晶闸管的耐压水平的要求较高，在实际运行中的设备，时常会出现单体晶闸管损坏的情况，且TCR型电容补偿装置结构复杂，后期运营维护成本高。磁控电抗器式电容补偿装置在其控制线圈连接有两个晶闸管，在一个工频周期内两个晶闸管轮流导通，通过改变晶闸管控制角度，调节控制回路输出的控制电流大小，进而控制线圈对应的铁芯中产生的直流磁通量，以此来提供连续变化的无功功率。磁控电抗器的优点是结构原理简单，本体抗冲击能力强，通过控制晶闸管的控制角进行自动控制，实现连续补偿，使用寿命长。
3城市轨道交通供电系统无功功率补偿方式及装置的选择
3.1补偿方式的选择
无功功率补偿技术的发展时间比较短，但在实践的过程中，已经研发出来类型比较多的补偿装置。根据补偿方式，可以将其分为静态的无功功率补偿形式和动态的无功功率补偿形式。动态的静止无功功率补偿装置在应用时，主要部件不会产生运动轨迹，输出变化更加的快速准确及时，可以满足设计的各种控制目标要求。这种补偿装置在应用时效果比较好。目前动态的静止无功功率补偿装置应用种类越来越多，主要存在静止的无功发生器和磁控电抗器等设备类型，能够满足供电系统无功功率补偿的基本要求。动态的无功功率补偿装置的类型比较多，在计算分析时可以发现，建设一路主变电所，主要是向系统输入感性的无功功率。在对三种比较成熟的补偿方案进行选择时，主要是对静止的无功功率发生器和磁控电抗器以及相控电抗器等设备的应用情况进行比较。要根据设备的投资额和装置的应用情况以及具体的容量，选择最优的补偿方案。在对比时可以发现，这三种装置的技术性能，都能满足城市轨道交通供电系统的无功功率补偿需求。但在进行实际应用的过程中，传统的轨道交通供电系统，会选择静止无功功率发生器装置。因为这项装置在应用时，原理比较先进、能力比较强、设备的响应速度比较快、占地面积更小。
3.2补偿装置的选择
根据当前城市交通行业的发展特点，结合运营阶段和非运营阶段，轨道无功功率波动情况，对补偿设备的响应速度存在不同级别的要求。一般情况下非运营阶段不会存在剧烈的无功负荷波动。在对集中供电方式进行研究时可以发现，当前变电所采用了独立的110Kv供电形式，选用的设备比较先进，而且存在充足的设备安装空间，运行条件也比较好。在对谐波进行治理时，滤波通道存在低压测APF的功能。在这个基础上可以提出新的观点，建设一路主变电所，设置的补偿装置，可以将磁控电抗器集中补偿形式和有源滤波分散补偿形式进行有机结合，通过相关技术的综合应用，增强装置的应用性能。可以在车站变电所底部400V母线区域，将分组设置的投切电容器设备，转化为电抗器设备。通过APF有源滤波装置，进行全方位的控制。在这个过程中滤波功能比较强，而且能够对电缆部分的无功功能进行有效的补偿。
在进行网络系统应用时，计算容量比较小，供电分区各降压变电所的有源滤波装置在使用时，输出固定感性无功，可以抵消电缆线路运行过程中，产生的部分容性无功。降压所内部存在有源滤波器设备，可以对感性无功输出的容量，进行有效的调整，以此来降低磁控电抗器设备的容量投资。相关技术在应用时，存在非常显著的效果。这种组合式的技术在应用时，打破了原有的单一设备集中补偿的局限性。线路的延伸性建设，无需对原有的设备进行扩展或者改造。在延伸线路区域增加分散补偿，就可满足补偿的需求。将原来的主变电所集中无功补偿的建设形式，转化为车辆的分散补偿，主变电所补偿设备的应用数额会大幅度降低，可以缩减投资力度。每个区域的电缆无功会保持平衡，避免出现资源的损耗问题。主变电所设置磁控电抗器设备，可以进行通风空调的安装。APF在应用时，能够对通风空调设备的设置形式进行简化，可以对设备的使用情况进行全方位的管理。
4结语
综上所述，在进行城市轨道交通供电系统建设时，一般采用了直流牵引方式。这种方式的波动性比较强，谐波含量类型比较多，而且更加丰富，输电电缆的容性电流比较大。但是在实际建设的过程中，需要根据系统的具体需求进行无功功率的补偿，才能维持电压的稳定运行。为了减少对电力系统和其他系统造成的损坏，提高电网的运行质量，保证供电的可靠性。必须对供电系统进行全面的分析和研究，并且制定针对性的预防措施，确保交通供电系统在运行时，能够创造更多的综合效益。
参考文献
[1]林涛，陈益龙，苏毅.解析城市轨道交通供电系统的无功补偿要点[J].智能城市，2019，5（21）.
[2]秦大伟，刘亚欣.城市轨道交通供电系统无功补偿方案探讨[J].机电信息，2020（29）.