广州地铁供电系统的谐波抑制

地铁供电系统谐波抑制与无功补偿随着地铁交通的发展，地铁供电系统谐波问题及无功补偿问题成为影响地铁运营的重要问题。

本文将从地铁供电系统谐波抑制与无功补偿两个方面分析该问题，并提出相应的解决方法。

一、地铁供电系统谐波抑制地铁供电系统的谐波问题主要由于逆变器和其他非线性负载引起。

这些非线性负载引起的谐波会导致电网电压波动和供电系统设备损坏，降低供电系统的稳定性。

因此，谐波抑制是地铁供电系统中一个重要的技术。

首先，采用滤波器可以有效减少谐波污染。

滤波器是一种能够通过滤波器元件滤除主要谐波成分的装置，它的基本原理是采用一些能够消除或减少所需谐波的电容或电感等元件，使其对供电系统产生负载类似的功率等效，从而避免谐波的影响。

其次，采用可调谐谐波滤波器可以对谐波进行更精细和灵活的控制。

可调谐谐波滤波器是一种新型的谐波抑制设备，它采用变容量电容器阻抗的变化来调节其谐波抑制频率，并且具有高效、精确和灵活的控制特性，既能够抑制高次谐波，又能够避免频率转移，具有良好的谐波抑制效果。

二、地铁供电系统无功补偿在地铁供电系统中，经常会出现功率因数较低或无功功率较大的情况，这会导致供电系统的运行效率低下，同时也会增加供电系统的损耗。

因此，无功补偿是地铁供电系统中另一个重要的技术。

一般来说，无功补偿的方法有两种：静态无功补偿和动态无功补偿。

前者采用电容器等元件对供电系统进行直接无功补偿，而后者则利用电力电子装置控制逆变器等，采用强制功率调节法实现无功补偿等效。

其中，静态无功补偿的补偿效果较差，只适用于一般的电力系统；而动态无功补偿的补偿效果更为出色，适用于地铁供电系统等特殊情况。

而对于地铁供电系统，由于功率因数变化较为平稳，因此通常采用静态无功补偿方法常常采用的是联合补偿方式，即并联使用电容器和电抗器，这样就可以实现较好的无功补偿效果。

总之，地铁供电系统谐波抑制与无功补偿对于地铁运营的稳定和安全都有着重要的作用。

在实际工程中，应该根据供电系统特点，选择合适的技术手段，构建稳定、安全、高效的地铁供电系统。

地铁供电系统谐波抑制与无功补偿方案，介绍了有源电力滤波器的设置方式及容量计算等。

【关键词】地铁供电系统；谐波抵制；无功补偿一、引言地铁供电系统主要包含中压环网系统、牵引供电系统和低压配电系统。

其中中压环网系统取自城市或区域电力网，是地铁供电系统的传输网络；牵引供电系统是地铁供电系统的核心，负责向地铁交通车辆提供电能，主要作用是降压、整流和传输电能；低压配电系统负责向弱电系统、电扶梯、通风空调、给排水、照明系统等车站及区间机电设备分配和传输电能。

地铁供电系统在保证牵引机车和车站机电设备稳定运行的同时，产生的电能质量问题相应增多，如给电网带来了不可忽视的谐波污染。

从节能、保护地铁系统安全运行等方面考虑，均应进行谐波抑制及无功补偿。

二、地铁谐波及无功功率分析1.供电系统谐波供电系统中的各个环节都会产生谐波谐波，主要来自非线性的电气设备，比如具有铁磁饱和的变压器、电抗器，具有强烈的非线性特性的气体放电灯、交流弧焊机等，以电子元件为基础的开关设备整流器、变频器等。

非线性电气设备的显著特点是从电网取用非正弦电流，也就是说即使电源电压是正弦波形，但由于负荷电流不随电压同步变化的特性，使得流过负荷的电流是非正弦波形，主要由基波及其整数倍的谐波组成。

低压供电系统的稳定谐波幅度不随时间变化，如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波，对电网来说表现为恒定的负载。

波动谐波大多来自于激光打印机、复印机、微波炉等等设备的使用，各次谐波的幅值随时间变化，这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。

2.供电系统无功功率地铁供电系统中，大部分用电设备为感性负荷，而配电采用电缆线路，系统整体功率因数较高。

通过对国内已投运地铁线路的统计，白天高峰期时段，主变电所110kV侧功率因数均能达到0.9以上，0.4kV侧的平均功率因数均在0.85以上；夜间低谷时段地铁停运，大量感性负荷被切断，供电电缆由于其充电效应造成容性无功功率倒送到电网，致使功率因数严重下降。

地铁供电系统谐波无功功率的综合治理方案随着社会经济的发展，地铁供电系统正在持续增长，并在社会经济发展中发挥着重要作用，然而这些系统也存在着一些问题，其中最主要的问题是谐波无功功率。

谐波无功功率一般由电子设备产生，它可以导致高电压，电流不平衡，超负荷等问题，给地铁系统带来严重的负面影响。

因此，为了确保地铁系统的安全运行，有必要制定出一套有效的治理谐波无功功率的综合方案。

首先，要有效的治理谐波无功功率，必须先进行系统电源分析，以确定谐波无功功率的源头。

一旦发现谐波无功功率的来源，就可以采取有效的措施进行治理。

其次，可以采取容性技术，通过容性装置来抑制谐波无功功率，以减少谐波无功功率给接入电源系统带来的负面影响。

此外，可以运用PFC技术，采用智能变压器配合综合控制系统，可以有效的抑制谐波无功功率，以提高系统的运行性能。

另外，可以采用低损耗绝缘技术，将接入到地铁电源系统的电源屏蔽层进行优化，以确保谐波无功功率与被动系统之间的电源隔离。

此外，地铁电源系统还可以采取更多技术措施来治理谐波无功功率，以便在长期经营中保护设备，提升电源系统的可靠性。

例如，采用电力负载管理系统，可以对相应的设备进行控制，从而有效的抑制谐波无功功率。

另外，可以使用滤波技术，采用EMI滤波器，将谐波无功功率滤除，以降低接入电源系统的潜在威胁。

总结而言，地铁电源系统谐波无功功率治理的综合方案包括电源分析、容性技术、PFC技术、低损耗绝缘技术、电力负载管理和滤波技术等，这些技术都可以有效的抑制谐波无功功率，以更好的保障地铁系统的安全，可靠，稳定的运行。

地铁供电系统的谐波无功功率的治理方案，有助于确保电源质量的改善，并且还能延长系统的使用寿命，提高电源系统的性能。

因此，地铁供电系统谐波无功功率的治理方案必须认真设计，针对不同情景确定不同的治理方案，以确保地铁系统的安全运行。

广州地铁供电系统的谐波抑制摘要：利用西门子“SALOMON”程序对广州地铁供电系统进行谐波分析和预测，确定广州地铁用电系统的谐波抑制措施，以提高电能质量，确保地铁供电网的电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率符合规程的要求，使各车站电气设备安全经济地运行。

关键词：地铁；供电系统；谐波；滤波电路1系统概况广州地铁一号线全长18.4 km，有16个车站、1个车辆段和1个控制中心。

全线设置8座33/1.5 kV DC，33/0.4 kV牵引降压混合变电所(简称TPLS)；25座33/0.4 kV降压变电所(简称PLS)。

33 kV线路采用双回240(300)mm2的XLPE电缆，按4个供电区域内各车站变电所分别环接，组成33 kV环网供电，并在公园前车站设环网分段点。

每个TPLS内均设置2台整流机组，采用12相全波脉动整流方式，通过直流馈线以1.5 kV向地铁车辆供电。

每个TPLS和PLS均设置2台动力变压器，降压至0.4 kV向车站、区间的动力、照明、通信、信号、防灾报警、电力监控、车站设备监控和自动售检票等系统供电。

地铁33 kV环网与广东电力系统的联接点设在地铁专用的2座变电站，即110/33 kV坑口(MPS1)及广和(MPS2)主变所，分别由220 kV芳村站和220 kV天河站各提供2回取自不同母线的110 kV专线电源。

MPS 内均设置2台31.5 MVA，110/35 kV主变压器，正常运行时，两台主变压器分裂运行；当一台主变压器故障或一路电源线路故障时，另一台主变压器负担全站负荷用电。

地铁供电系统中的波形畸变主要来源于车辆牵引供电的整流、逆变装置，其次是直流电源成套装置及其他电子装置。

为了保证电网和用电设备安全经济地运行，广州地铁总公司对地铁供电系统的高次谐波采取了抑制措施。

2模拟计算供电系统的谐波情况利用西门子公司的“SALOMON”软件，计算分析广州地铁一号线供电系统在初期(1998年)、中期(2008年)及后期(2023年)的谐波情况，对比加装滤波装置的前后结果，确定装设滤波装置的方案。

地铁BAS——抑制谐波方案4.谐波干扰4.1有关谐波干扰的问题BAS系统设备是否对电网有谐波干扰？如何解决？4.2有关谐波干扰问题的答复地铁BAS系统对电网有谐波干扰，解决方案如下论述：4.2.1谐波的产生电网谐波来自于3个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波。

其中用电设备产生的谐波最多。

发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。

它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。

铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。

在用电设备中，下面一些设备都能产生谐波。

晶闸管整流设备。

由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。

我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。

如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。

如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。

经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。

变频装置。

变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。

供电系统谐波的产生原因和抑制方法一、供电系统谐波的产生原因1.非线性负载：非线性负载是谐波产生的主要原因之一、当负载器件的电流与电压的关系远离线性特性时，会产生谐波。

2.整流装置：电力系统中使用的整流装置（如整流器、UPS电源等）都属于非线性负载，其波形形状和额定电压的频率和倍频数之间存在不同的谐波关系。

3.瞬时切换：当电力系统中出现瞬时的负载切换时，会产生谐波。

例如大功率电机启动时的电流冲击。

4.不良的电缆和变压器设计：电缆和变压器的设计不良也会导致谐波的产生。

比如电缆线的电感值较大或者变压器的饱和磁导率不合适等。

5.并联谐振：电力系统中存在并联谐振现象时，会导致谐波的产生。

并联谐振一般是由于电容负载和电感负载的阻抗匹配不良所致。

二、供电系统谐波的抑制方法1.使用线性负载：线性负载的电流和电压之间呈线性关系，因此能够减少谐波的产生。

选择和使用线性负载装置可以有效地降低谐波水平。

2.滤波器：在电力系统中加装滤波器是最常用的谐波抑制方法之一、滤波器可以根据谐波频率的不同，利用谐振电路的特性将谐波分量从电力系统中滤除。

3.调整负载的连接方式：调整负载的连接方式可以减少谐波的产生。

例如，将三相非线性负载从星形连接改为三角形连接，可以减小系统中的零序谐波。

4.限制电容补偿：电容补偿在电力系统中具有调节功率因数和稳定电压的作用，但同时也会引入谐波。

限制电容补偿的容量和位置，可以减少谐波的影响。

5.优化电力系统的设计：合理的电力系统设计可以减少谐波的产生。

例如，选择合适的电缆和变压器设计，提高设备的质量等。

6.使用谐波滤波器装置：谐波滤波器装置是专门用于抑制谐波的设备。

根据系统谐波的频率和倍频数，选择合适的谐波滤波器装置可以有效地消除谐波。

综上所述，供电系统谐波产生的原因主要包括非线性负载、整流装置、瞬时切换、不良设计以及并联谐振等。

要抑制谐波，可以采取使用线性负载、滤波器、调整负载的连接方式、限制电容补偿、优化电力系统设计以及使用谐波滤波器装置等方法。

浅谈地铁供电系统的谐波计算及有效抑制罗媛（成都轨道交通有限公司四川成都 610031）摘 要：地铁供电系统中的谐波对于电力系统的危害很大，因此为保证地铁供电系统中电网以及用电设备经济安全的运行，要对谐波进行计算分析，并采取有效的抑制措施。

根据某地铁工程的实际情况进行阐述。

关键词：地铁供电系统；谐波计算；谐波抑制中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0110031－01电力系统中波形畸变主要的来源就是RLC元件的非线性以及大量的电源滤波器、混合滤波器以及无源滤波器，其中无源滤波器技术成熟、成本力电子装置两个方而。

而地铁供电系统中的波形畸变主要来自车辆牵引较低，因此可以在两个主变所的33KV侧集中装设无源滤波器。

供电的逆变和整流装置；其次来自于直流电源的成套装置和其它的电子2）滤波装置。

该地铁工程谐波抑制装置是在33KV电网中消除11次以装置等。

谐波会增加线路消耗、影响自动控制装置和继电保护装置的正及5次的调谐波回路，同时也可以对13次和7次等领件谐波时行有效抑制，常运行、增加测量仪表的测量误差、产生客外的热损耗、降低用电设备从而使地铁的供电系统符合标准要求。

的安全性、干扰通迅信号等。

我们先结合某地铁工程的实际情况对谐波 2.2 0.4KV电网电感性无功功率和谐波的补偿进行计算。

1）装补偿电容。

在0.4KV两段母线位置装设电容器组，进行地铁各站两端变电所的集中补偿，且补偿后的功率因数大于0.9，每段母线均装无1 谐波计算功功率自动补偿装置，再根据功率因数的不同自动切除或逐级投入电容地铁供电系统具有谐波源，其潮流由两部分组成，分别是基本潮流和器。

谐波潮流，基于某地铁工程的实际情况对地铁供电系统的谐波进行如下计2）配备扼流线圈。

除装设补偿电容外还要在电容前串接扼流线圈，算：从而保证在有非线性用电设备的0.4KV电网中进行无功功率补偿。

1.1 系统概况。

某地铁工程全长18.4km，共十六个站以及一个控制3 电力设备采购注意事项中心和一个车辆段，全段共有8座33/0.4KV以及33kv/1500VDC牵引降压混合变电所（以下简称TPLS），和25座33/0.4KV降压变电所（以下简称在采购滤波装置、补偿电容装置等相关设备时，除要了解设备的主要PLS）。

轨道交通供电系统电力谐波的分析和治理通过对当前轨道交通供电系统电力谐波产生的原因危害以及相应措施进行分析，揭示了在不同情况下供电系统的谐波的产生和解决措施，表明降低谐波对当前社会供电系统发展的必须性，同时这也是提高我国轨道交通供电系统安全的必然保障。

标签：轨道供电系统；电力谐波；谐波分析；措施1 轨道交通供电系统电力谐波分析轨道交通成为伴随现代化经济发展的交通工具，具有运量大、舒适安全、速度快和绿色环保等迎合可持续发展要求的优点，有效的缓解了现代化城市交通拥挤状况，改善了居民出行条件。

目前城市交通供电系统网对轨道交通系统采用了分散供电方式、集中供电方式和混合供电方式三种，但由于我国的供电系统起步晚、供电方式不完善，随之也出现了许多问题。

轨道交通牵引供电系统采用整流设备向电动车组提供其所需直流电源，形成了主要的谐波源，但是当谐波含量超过一定范围时，就会对电力供电系统、城市轨道交通的照明系统等一系供电系统产生严重危害。

2 电力谐波的发生原因及危害由于牵引整流装置、整流逆变装置和照明装置的广泛使用，导致轨道交通供电系统产生大量谐波。

另外，在轨道交通供电系统中，也有很大部分的非线性负荷投入使用，不仅吸收大量基波，还把一部分功率转化为谐波功率注入系统，从而成为系统的谐波源，成为产生谐波的最根本原因。

2.1 整流装置的脉动数有限在轨道交通供电系统中，牵引变电所里面的整流装置在工作过程中产生的谐波是供电系统产生谐波的主要原因。

整流装置的换相不能瞬间完成以及脉动数带来的局限性，谐波的产生可能有连续不断的幅值频谱，不能准确的把握由于整流装置脉动数的不足等都能引起轨道交通供电系统电力谐波的产生，从而影响供电系统的输出质量和交通供电安全。

2.2 干扰通信系统以及其他设备谐波通过电气传导、电磁感应等多种途径对通信系统产生干扰，降低通话的清晰度，引起危害过电压等。

除通信系统外，谐波也会对其他设备产生影响，比如，降低断路器的开断能力，增大断弧的难度；延迟甚至阻碍消弧线圈的灭弧功能；电压互感器也会因为谐振而受到不同程度的损害。

地铁供电系统谐波抑制与无功补偿摘要：本文首先阐述了地铁的供电系统，接着分析了地铁供电系统谐波电流和无功功率的危害，最后对地铁供电系统谐波电流和无功功率的治理进行了探讨。

关键词：地铁供电系统；谐波电流；无功补偿引言：地铁在城市轨道交通中起着重要作用，而且越来越明显。

它提供了许多优点，例如无污染、速度、安全、准时、可靠等。

地铁的使用促进了土地的有效利用，为城市居民创造了有利的环境。

地铁是现代化的交通工具，得到人民、政府和社会的广泛认可。

本文为了进一步提高地铁的安全性和可靠性，对地铁的供电进行了检查，研究了发动机的谐波和故障，使地铁能够可靠地运行。

1地铁的供电系统地铁供电系统的功能是地铁列车和电器的供应，是地铁的重要组成部分和能源来源。

地铁供应系统分为外部和内部供应系统。

一个外部供电系统，一个通过主要过渡网进入城市电网的地铁高压系统，可以用三种不同的方式运行:集中、分散、结合。

地铁供给系统内部由列车配送系统和动态照明系统组成，其中地铁供给系统是由牵引电站和地铁发动机接触网组成的供给系统的核心；电力系统负责为各种照明设备、电力、通信和自动化系统提供区段和站。

2地铁供电系统谐波电流和无功功率的危害2.1在谐波电流方面地铁网在运行过程中产生谐波电流。

一般来说，电源供应器群组电流的电压流量是由电源供应器控制的，通常是在12脉冲和24脉冲电流上。

聚合电源接通后5、11、23、25个周期。

在社会经济稳定的背景下，地铁网络中使用的电气设备通常节能，变频技术广泛应用。

从而导致低压配电系统出现较大的谐波失真。

照明系统以电子放大器的形式运行，频率为三倍。

空调、电梯以5到7倍的频率运行。

谐波电流波动的危险主要体现在对地铁供电的影响上，可能导致偏差。

在此基础上，电力逐渐增加，直接影响到地铁供电系统的安全性，它们还危及电力系统的安全，和谐的环境污染可能影响整个城市的电力系统，谐波电流的具体缺点是过载电流使电容器永久发热，超出了安全极限。