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摘要：随着客运专线在全国范围内的大规模建设与施工，铁路客运的供电系统方案也已经渐趋成熟，本文主要针对客运专线中10KV电力系统无功补偿的方式应用进行分析和探讨，以促进铁路客运专线的发展。
关键词：客运专线；电力系统；无功补偿
前言
自2008年国内首次开通客运专线—京津专线以来，已经陆陆续续有许多客运专线投入运营或者是建设当中，例如京沪线、沪宁线、武广线等等。在各地客运专线的建设和运营中，10KV的电力供电系统也逐渐得到完善和发展，通过由公网进行两路电源的接引，并且在其车站周边布置10KV配电所，在线路区间内的贯通线采用双回单芯的电缆，从而实现电力供应。为了能够更好的满足铁路发展需要，必须要对于客运专线的电力系统无功补偿方式进行深入的调查和分析，为其提供有益的理论依据。
1国内客运专线在10KV电力系统方面的供电方案
客运专线在10KV电力系统方面所使用的供电方案较为统一，一般是通过在客运车站附近建设10KV的配电所，并且确保其供电有效距离在55km左右，在电缆选择方面一般会选用两回的单芯电缆作为其贯通线，一路为95mm2的综合性贯通线，而另一路则为70mm2的一级负荷型贯通线。在这一系统中，通常是由照明、空调、通讯以及信号收发等作为其主要的供电负荷，因而负荷较小但变化大，供电线路中的功率因数也会随着负荷的波动而产生相应的变化。
2国内客运专线在10KV电力系统的无功补偿方式
在实际的供电方案中，比较常用的无功补偿主要有集中式、分散式以及将集中式与分散式有机结合的混合式。
2.1集中式无功补偿
为了能够将无功补偿的相关设备集中在车站附近的配电所内，以实现对专线区间电力线路的无功补偿，较为常见的无功补偿设备有SVG以及固定电抗器等等。这种无功补偿能够做到对设备的统一维护和运营管理，但是也存在着设备故障时，导致区间内电缆线路中的容性电流异常增大，在电缆末端其电压也会急剧升高，影响信号的收发以及通信故障等等，从甚至影响铁路系统整体的稳定和安全。
2.2分散式无功补偿
分散式的无功补偿通常是将无功补偿的设备分布于整个贯通线上，依据各线路长短的不同而安装不同容量的电抗器以及不同数量的无功补偿设备。这种方式的无功补偿在准确度方面难以实现准确的估计，对于电缆参数的精准有着极高的要求，然而各个生产厂家在电缆生产的标准和流程方面不尽相同，电缆参数缺乏统一的标准，因而在实际的工作中难以实施。
2.3集中式与分散式有机结合的混合式无功补偿
所谓的混合式无功补偿则是将集中式与分散式进行有机结合，并依据电缆线路的特点以及无功补偿的要求所采用的补偿方式。通过将动态型无功补偿的装置安装在配电所内，将固定型电抗器分散安装在整个贯通线上，对于配电所内的安装容量以电缆的容性无功10%到25%之间作为参考，而区间内固定型电抗器的补偿电缆以75%～85%之间考虑。目前国内采用较多的是将固定型电抗器沿贯通线进行分散补偿，而配电所内则采用动态补偿设备进行集中补偿的方式。这种方式能够很好地改善电力供应系统的功率因数，有效防止由于长距离的线路空载所导致的末端电压严重超标的现象，并且对于高电压也有着较高的阻止效果，从而保护设备安全运行，延长其使用寿命。
3新型无功补偿设备
3.1新型无功补偿设备SVG优势
新型的无功补偿设备SVG相较于传统的无功补偿设备SVC具有明显的优势，新型无功补偿设备能够做到由感性到容性之间的动态快速和连续平滑的无功补偿，能够十分有效的解决电力线路中负荷不够平衡的相关问题，同时也不会产生谐波进行干扰，同时在进行功率的补偿时也可以通过动态补偿的方式将谐波消除，而对于电力线路中常见的参数不敏感能够十分有效的规避，对于谐波的电压谐振以及电压增高也能够起到很好的抑制作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于新型的动态补偿设备属于电流源的特性，因而其输出的无功电流并不会受到来自母线电压的影响，而传统的无功补偿设备SVC则是属于阻抗的性质，其所输出的电流往往会受到母线电压的影响而逐渐随之呈线性趋势降低，因此新型的无功动态补偿设备将是无功补偿技术以及针对谐波进行抑制的综合发展方向和趋势。
3.2 SVG在实际应用中所遇到的问题
作为新一代的无功补偿产品，在初期的投入使用中往往会遇到许多障碍和问题。目前较为常见的问题主要两方面，其一是由于SVG本身存在较为严重的发热问题，新型无功补偿设备在进行运转时通常会产生大量热能，因而对于散热性能的要求较高，设备的散热风机几乎处于连续不间断的运转状态，因此使得设备的调试难度相对较大，在成本的维护方面也相对较高；其二则是由于新型无功补偿设备在实际的客运专线电力系统中的应用相对较少，因此其性能仍然需要时间检验。
关于SVG设备的发热问题，影响其发热的因素有很多，例如线路中的容量、电路系统结构的拓展、开关元器件的选择以及设备开关启用的频率等等。同时由于SVG依据其实际的容量不同而导致其元器件的不同，从而会出现在开关频率以及开关元器件相同的情况下发热的情况与装置本身的容量不成正比。例如350KVAR的SVG产品，通过对该设备的元器件进行计算得出其能够将总损耗保持在7.5KW以下，而设备当中热管散热器则是可以适应其散热面温度小于25的热量涨幅，相较于行业内其他传统的开关元器件说能承受的高温最大值而言具有一定的安全性，产品的实际运行并不会因此而受到影响，如果由于设备的频繁启动或者是连续工作而引起则可以通过安装适当热管做好散热处理，并且加强冷风的降温能力，在温度的升幅方面能够做到设备元器件的安全稳定运行。
4客运专线的10KV电力系统无功补偿方式选择要点
4.1关于无功补偿的容量选择与适配
目前国内的客运专线无论选择何种补偿方式，电缆参数都是其容量选择的重要依据，但就实际情况而言，不同的生产厂家其电缆的生产的参数和标准各不相同，因而一般情况下对于线缆的参考标准均为一路为95mm2以及一路为70mm2进行容量的相关计算。以集中式与分散式结合的混合式无功补偿为例，通过采用TSC+SVC的组配方式，在对负荷进行忽略不记的情况下，线路处于空载状态所需要的补偿容量最大值，线路的区间补偿以75%为参考，而所内的设备则以25%为参考，通过两端的配电所进行双向供电，从而计算出两端各处所需要的的电容补偿量，进而选则适用的容量设备。
4.2电力系统中各项数据要求
应当充分考虑实际电力系统中各处线路电缆在输电过程中正常情况所产生的负荷电流以及其中容性电流的数值，对于需要单相接地以保护线路和设备的情况下，应当选择正确的方式进行接地作业。固定型电抗器的无功补偿量在进行计算时通常会依据贯通线路中的电容量实现百分百的补偿，而如果在后续的负载方面因为功率因数发生变化因而引起连锁变化，则可以通过投入分散式补偿方式，即将固定型电抗器进行设置并在线路的区间内实现大规模无功补偿，当然也可以选择通过对供电两端的配电所内的SVG设备进行一定程度的设置调整，从而实现对于无功补偿的数据调节。
4.3补偿装置的对比选择
新型的无功补偿装置SVG相较于传统的SVC而言具有诸多的功能优势，属于先进的无功补偿设备，作为静止型的自动电流换相线路的补偿设备，SVG型的在进行无功补偿时可以做到动态化实时化的双向补偿并且具有极高的无功补偿准确度，在进行补偿时也不会产生谐振干扰，在现代化的技术下，使用新型的无功补偿装置SVG可以实现较为理想的无功补偿效果，也是今后诸多客运专线无功补偿的发展和应用趋势。在进行补偿装置的选择时可以适当的对电力系统中的相关行业有一定的关注和了解，对于其他行业在动态无功补偿方面的技术研究以及产品应用，从而为客运专线的无功补偿设备采用提供更多的选择余地。
5结语
客运专线的10KV供电系统无功补偿应当结合电力系统的实际需要，将配电所内部设置的动态补偿设备与区间内分散补偿相结合的方式进行无功补偿，同时也应适当关注电力行业无功补偿的新技术新产品的应用，实现无功补偿的方式方法的拓展与创新。
参考文献：
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[2]陈建明．哈大客运专线10KV供电系统无功补偿方式探讨[J]．电气化铁道，2011，（3）
[3]王知新．10KV配电无功补偿方法与配置技术分析[J]．科技与企业，2015（8）
论文作者:许恒朋
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月下
论文发表时间:2016/9/20
标签：设备论文; 专线论文; 客运论文; 方式论文; 电力系统论文; 电缆论文; 分散论文; 《建筑建材装饰》2015年12月下论文;