CN213367417U - 一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
本实用新型的有益效果是，通过采用隔离开关在主变电所高压侧并联接入110kV并联电抗器补偿装置，实现对主变电所的110kV电缆产生的容性充电无功进行补偿，采用的并联电抗器不受110kV电缆长度的限制，不受主变压器容量的约束，不受主变压器故障跳闸甩负荷时的影响，补偿的无功不穿越主变压器，不占用主变压器的容量，也不受补偿容量限制；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，也能适应高峰、低谷、初期和远期的动态补偿，提高了变压器运行的功率因数，减少变压器上的电压损失和电能损耗，能充分适应市域快轨交通供电系统采用长外电线路，大电缆截面的无功功率补偿，减少对电力系统的影响，提高了供电系统的稳定性和可靠性。
附图说明
本说明书包括如下一幅附图：
图1是本实用新型一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统的接线示意图。
图中示出构件名称及对应的标记：110kV电缆进线1、110kV I段母线7、110/27.5kVVv接线牵引变压器15、110kV并联电抗器16、110/35kV YD11电力变压器17、27.5kV I段BC相母线22、27.5kV I段AB相母线 23、35kV I段母线28、第1隔离开关2、第2隔离开关6、第3隔离开关 1-3、第4隔离开关8、第5隔离开关12、第6隔离开关21、第7隔离开关8-1、第8隔离开关12-1、第9隔离开关8-2、第10隔离开关12-2、第 11隔离开关27、第12隔离开关29、35/6kV隔离降压变33-1、带电显示器33-2、避雷器33-3、隔离开关33-4、控制单元33-5、IGBT换流阀组33-6、第1电流互感器3、第2电流互感器5、第3电流互感器9、第4 电流互感器11、第5电流互感器19、第6电流互感器9-1、第7电流互感器11-1、第8电流互感器9-2、第9电流互感器11-2、第10电流互感器25、第11电流互感器31、第1电压互感器1-2、第1断路器4、第2 断路器10、第3断路器20、第4断路器10-1、第5断路器10-2、第6断路器26、第7断路器30、第1避雷器1-1、第2避雷器13、第3避雷器 13-1、第4避雷器13-2、第5避雷器42、第6避雷器18、第7避雷器18-1、第8避雷器24、第1避雷器和计数器1-4、第3避雷器和计数器17-1、第 1快速接地开关1-5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1，本实用新型一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统，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。
本实用新型在主变电所高压侧设置110kV并联电抗器补偿装置，使主变电所高压侧110kV进线电缆产生的容性充电无功功率通过并联电抗器产生的感性无功功率分层补偿，实现无功功率的就近、就地平衡，避免大量无功功率穿越变压器导致的变压器安装容量大幅增加，进而增加建设投资和运营成本的情况，同时在主变电所35kV侧设置容量较小的SVG 动态功补充装置，既能补偿大截面电缆产生的容性无功，也能适应高峰、低谷、初期和远期的动态补偿，避免出现变压器运行的功率因数较低，进而产生电压损失和损耗大幅增加的情况，也避免了电网侧计量点无功返送功率因数偏低造成的力调电费罚款。
所述城市电网变电站电源110kV电缆进线1输入到主变电所，依次经过第1隔离开关2、第1电流互感器3、第1断路器4、第2电流互感器5、第2隔离开关6接入到110kV I段母线7；
一回110kV间隔经过第4隔离开关8、第3电流互感器9、第2断路器10、第4电流互感器11、第5隔离开关12，接入到110/27.5kV Vv接线牵引变压器15，降压为27.5kV后一相经第5电流互感器19、第3断路器20、第6隔离开关21接到27.5kV I段AB相母线23；另外一相同样，最后接到27.5kV I段BC相母线22；第三相接地；
一回110kV间隔经过第7隔离开关8-1、第6电流互感器9-1、第4 断路器10-1、第7电流互感器11-1、第8隔离开关12-1，接入到110kV 并联电抗器16、第2避雷器13-1。
一回110kV间隔经过第9隔离开关8-2、第8电流互感器9-2、第5 断路器10-2、第9电流互感器11-2、第10隔离开关12-2，接入到110/35kV YD11电力变压器17，降压为35kV后经电流互感器25、第6断路器26、第11隔离开关27接到35kV I段母线28。
所述动态无功补偿装置由35/6kV隔离降压变33-1、带电显示器33-2、避雷器33-3、隔离开关33-4、控制单元33-5、换流阀组33-6组成，通过第11电流互感器31、第7断路器30、第12隔离开关29接入到35kV I 段母线28。
以上所述只是用图解说明本实用新型一种应用于市域快轨交通的无功功率补偿系统的一些原理,并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
Claims (3)
1.一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。
2.如权利要求1所述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：所述城市电网变电站电源110kV电缆进线(1)输入到主变电所，依次经过第1隔离开关(2)、第1电流互感器(3)、第1断路器(4)、第2电流互感器(5)、第2隔离开关(6)接入到110kV I段母线(7)；
一回110kV间隔经过第4隔离开关(8)、第3电流互感器(9)、第2断路器(10)、第4电流互感器(11)、第5隔离开关(12)，接入到110/27.5kV Vv接线牵引变压器(15)，降压为27.5kV后一相经第5电流互感器(19)、第3断路器(20)、第6隔离开关(21)接到27.5kV I段AB相母线(23)；另外一相同样，最后接到27.5kVI段BC相母线(22)；第三相接地；
一回110kV间隔经过第7隔离开关(8-1)、第6电流互感器(9-1)、第4断路器(10-1)、第7电流互感器(11-1)、第8隔离开关(12-1)，接入到110kV并联电抗器(16)、第2避雷器(13-1)；
一回110kV间隔经过第9隔离开关(8-2)、第8电流互感器(9-2)、第5断路器(10-2)、第9电流互感器(11-2)、第10隔离开关(12-2)，接入到110/35kV YD11电力变压器(17)，降压为35kV后经电流互感器(25)、第6断路器(26)、第11隔离开关(27)接到35kV I段母线(28)。
3.如权利要求1所述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：所述动态无功补偿装置由35/6kV隔离降压变(33-1)、带电显示器(33-2)、避雷器(33-3)、隔离开关(33-4)、控制单元(33-5)、换流阀组(33-6)组成，通过第11电流互感器(31)、第7断路器(30)、第12隔离开关(29)接入到35kV I段母线(28)。
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