[实用新型]一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统

说明书

一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统，以有效提高供电系统的稳定性和可靠性。城市电网变电站电源由110kV电缆输入到主变电所，在主变电所高压侧通过隔离开关并联接入110kV并联电抗器补偿装置，在主变电所35kV侧通过隔离开关并联接入动态无功补偿装置。

技术领域

本实用新型涉及市域快轨交通供电系统,特别涉及一种应用于110kV 牵引和动力混合主变电所的无功功率动态补偿技术。

背景技术

近年来随着基础设施投资建设步伐不断加快，我国在轨道交通领域取得快速发展，全球规模最大的高速铁路网和城市轨道网基本成型，同时一种新型的连接交通方式成为他们之间的融合产物，市域快轨交通(市域铁路、市域快轨、市域快线、市域快铁)作为城市中心城区联接周边城镇组团、及其城镇组团之间的通勤化、快速度、大运量的轨道交通系统，已经是城市综合交通体系的重要组成部分。

根据城市综合交通体系的功能定位和运输特性、电力负荷特征和城市电网的现状与规划，一般牵引供电系统采用27.5kV直接供电方式，辅助电力采用35kV环网供电方式，110kV主变电站设置为2台110/27.5kV牵引变压器，2台110/35kV电力变压器，主变电所由城市电网引入110kV 电源。由于受城市规划、环境、景观等限制和要求，主变电所的110kV 电源进线和中压供电环网35kV均采用电力电缆。由于电力电缆分布电容的存在，在运行过程中将产生容性充电无功，当供电系统处于负荷高峰时，用电负荷(感性)无功会补偿部分容性充电无功；处于低谷时，电缆容性充电无功无法通过感性用电负荷实现就近平衡，剩余电缆容性充电无功将通过主变电所向作为电源端的城市电网，返送容性无功，从而造成电网测计量点的功率因数降低，产生力调电费罚款。

随着城市的不断发展和延伸，高压电力输电线路路径需要规避大量的市政设施，出现了越来越多的主变电所与提供电源的城市电网变电站间的输电线路需要进行大量绕接的情况，此时，为主变电所供电的110kV进线电缆长度往往达到或超过二十公里；同时，市域快轨交通设计速度较高、通常为160km/h，追踪间隔较短、通常为2～3分钟，牵引负荷较大，此外，运行方式上需要满足1个主变电所故障、退出运行，由相邻主变电所越区供电时，仍能完全或大部分满足正常运输需求，这样导致主变电所内2 台110/27.5kV牵引变压器、2台110/35kV电力变压器，总安装容量甚至达到100MVA，由于共用同一外部电源，主变电所与提供电源的城市电网变电站间的110kV输电线路电缆截面达到1000mm²，其产生巨大容性无功功率，将达到或超过20MVar，如采用常规，在主变电所低压侧设置并联电抗器和动态无功补偿装置SVG，由于补偿装置位于低压侧，且容量太大，并联电抗器需要分组设置，分合闸电流较大，其工作电流要大大高于高压侧补偿，相应对无功补偿装置的发热、温升和绝缘寿命等提出了更高的要求，此外，更为严重的是高压侧容性充电无功功率需要通过低压侧无功功率补偿装置产生的感性无功功率穿越变压器进行平衡，大量感性无功功率穿越变压器，将大量占用变压器的容量，使变压器安装容量大幅增加，增加了建设投资和运营成本，同时，也大大降低了变压器运行的功率因数，导致变压器上的电压损失和损耗大大增加，恶化了变压器的工作环境。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统，以有效提高供电系统的稳定性和可靠性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统，其特征是：城市电网变电站电源由110kV电缆输入到主变电所，在主变电所高压侧通过隔离开关并联接入110kV并联电抗器补偿装置，在主变电所 35kV侧通过隔离开关并联接入动态无功补偿装置。