地铁低压系统谐波分析及应用补偿装置的必要性
2022-06-09
王兆力
（西安市地下铁道有限责任公司运营分公司，陕西西安710016）
摘要：以西安地铁一号线五路口降压所低压系统为测试目标，对谐波组成、APF功能进行分析，为进一步提高电能质量、减少谐波损耗、降低用电风险及设置APF的必要性提出看法。
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关键词 ：谐波测量；电能质量；APF
0引言
绿色电网、节能降耗已成为现代化企业努力的目标，与此同时，如何实现绿色电网和节能降耗是企业急需解决的问题。地铁车站的主要负载为环控、照明等，这些负载是主要的谐波源，由于大多数用电设备为单相负载，就会造成配电系统中线电流过大，导致系统三相用电不平衡，同时加重中线电缆的负担，造成电缆、变压器过热，绝缘寿命缩短，更严重情况下，可能造成火灾。本文将通过对西安地铁五路口站的谐波进行分析，对提高电能质量及APF设置必要性提出看法。
1谐波的危害
谐波的存在一方面是设备运行安全隐患；另一方面，谐波电流会增加电网损耗、污染电网，造成不必要的损失与电量浪费等。因此，提高有源滤波器的使用率对于节能减排及安全保证有一定的促进作用。
2谐波检测方案
以西安地铁一号线五路口降压所为试点，进行低压系统谐波检测，具体项目如表1所示。
检测结论：从测试数据看，通风空调负载的3、5、7、11次谐波含量较高，其中以5次谐波最高。
3.2JAA16?7自动电扶梯负载电流谐波测试
测试自动电扶梯负载时，该负载主要是变频器带电机负载，而且根据乘客数量负载大小会随时变化，因而难以准确测量负载谐波。故处理谐波数据时，取负载电流较大时的数据，结果如表4、表5、表6所示。
检测结论：从测试数据看，自动电扶梯负载的5、7次谐波含量较高，其中以5次谐波最高，功率因数较低。
3.3不开启APF和开启APF时，系统电压谐波测试
测试时，在不开启APF的情况下，测试系统的电压谐波（表7）；然后开启APF，再测试系统的电压谐波（表8），观察电压谐波是否有改善。
检测结论：系统电压谐波主要是3、5、7、9、11、13次谐波含量较高，其中以11、13次谐波最高。开启APF后，系统电压谐波有所好转。
3.4不开启APF和开启APF时，系统电流谐波测试
测试时，在不开启APF的情况下，测试系统的电流谐波（表9）；然后开启APF，同时测试系统的电流谐波（表10）和APF的电流谐波，观察开启APF后系统电流谐波是否有改善。
4测试结论
通过分析测试数据可知，没开启APF时，各负载及系统电压、电流谐波较高，电流谐波超出国标要求。开启APF补偿后，电压、电流谐波都有所改善。从补偿后的测试结果看，开启APF补偿后，电流谐波降到国标要求值以下。地铁400V系统负载普遍有很大的谐波成分，有必要进行补偿。
5APF补偿能效分析
6结语
随着电力系统的发展，电能质量问题引起了越来越广泛的关注。本文介绍了谐波的概念，分析了地铁400V低压系统的谐波特性及危害，并对比了APF投入前后的谐波治理情况，对投入APF提高电网能效做了分析。APF对于城市轨道交通谐波治理起到了明显的改善作用，提升了地铁电力系统的电能质量，在今后的地铁电力系统中，有必要采用APF设备进行谐波补偿。
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参考文献］
［1］GB/T14549—1993电能质量公用电网谐波［S］.
收稿日期：2015?06?26
作者简介：王兆力（1986—），男，陕西西安人，助理工程师，研究方向：地铁供电。