轨道交通线路行业应用方案

系统概述：

随着城市进程的加快，和对环境保护的日益重视，国家大力发展公共交通行 业，其中轨道交通系统是城市公共交通网络的核心组成部分，关系到城市的顺畅 运行，与人们的生活息息相关。 

在轨道交通系统中，主要用电设备分为 2 个系统，分别是电动机车运行所需 牵引动力用电和车站车库等建筑内部用电，其中由于牵引负荷安装在 35KV 侧， 一般采用 12 脉波的整流装置，谐波含量较低；但是车站和车库等建筑内主要用 电负荷为建筑物所需要的动力照明用电以及控制系统信号系统用电，诸如：通风 机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC 系统、FAS、BAS、通信系统、信 号系统等。 

车站等建筑内部是人员流动最为密集的区域，也是人员和设备接触最为密集 的区域，建筑内部的供配电系统以及信号控制系统的稳定运行，和人员安全以及 设备安全又直接关系，一旦出现意外情况，会造成超乎想象的事故后果，不单单 是人员或者设备的损伤，更是公共事件，所以车站内的用电系统和控制系统的稳 定性至关重要。

谐波产生和危害的分析： 

1.谐波： 谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的 非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了基波频率的电量，其余大于基波频率的电 流产生的电量，称为谐波。 谐波次数是谐波频率与基波频率（n=fn/f1）的比值。 

2.谐波的产生 谐波产生是由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波， 主要非线性负载有 UPS、开关电源、整流器、变频器、变频空调、感应电炉、电 子计算机、充电器，它们的谐波波形如下：

3.谐波的危害：

配电网络中存在着大量的谐波电流，对设备的安全和生产的稳定造成极大的 危害和影响：

（1）对于变压器，谐波电流可导致铜损和杂散损耗增加，谐波电压则会增 加铁损和铜损，同时降低电网容量。 

（2）电网中如有较大的谐波含量，容易导致电容器组和系统电路发生的并 联谐振而引起的烧毁，致使无功补偿柜无法进入投运或者不能正常运行，加重 功率因数不合格的影响。 

（3）谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流，谐波含量较高的电 流能使断路器的开断能力降低，加大了断路器容量的配置。谐波还会使低压配电 系统低压进线柜的电压保护由于相位变化而误动或拒动。

（4）在电力系统中，因为趋肤效应，高的谐波频率增加了导线的谐波电阻。 因此谐波电流会增加线路损耗，并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸 渍绝缘局部放电，加速电缆绝缘老化，缩短电缆的使用寿命。

（5）如果加于电度表的电压、电流的波形为非正弦波，使工作磁通的波形 变为非正弦波，任何非正弦波均可分解为一系列高次谐波，同频高次谐波磁通之 间相互作用会产生附加力矩，因而引起附加误差，甚至造成计量混乱。

（6）谐波的存在，会使控制设备损坏或出现误动作的几率大大增加。电力 电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感，如可编程控制器（PLC），在较高的畸 变量可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致更大的经济损失。 

（7）谐波对通信系统产生干扰，中性线过电流---建筑 LED 危害严重；

（8）对于生产线，一旦在生产过程中，出现误跳闸，那么有生产的产品出 现报废，轻则造成一定的经济损失，重则耽误工作计划进度，延长交货期，带来 恶劣影响。由于谐波电流而导致电能质量不高，使得电机工作不稳定，也会导致 生产质量不达标

谐波治理效益的分析：

对于电网而言，谐波是一种污染，它会影响和损坏周边的设备。谐波会加大 电力元件如变压器的附加损耗，导致设备过热。谐波的存在还会导致补偿电容器 与配电系统发生谐振，放大谐波，导致电容器损害甚至爆炸。谐波会导致继电保 护装置误动作，引起测量仪表计量不准确。 使用 CoEpo APF 系列有源电力滤波器后，低压配电系统将会得到以下好处：

1) 减少谐波含量，避免电容器组和系统电路可能会发生的并联谐振而引起 的烧毁，保证无功补偿柜的正常运行。 

2) 减小流过配电线路的电流有效值，提高功率因数，消除流过配电线路的 谐波。从而大大减小线路损耗，降低配电线缆的温升，提高线路带载能 力。 

3) 减少控制设备和继电保护装置误动作或拒动作，提高供电的安全和可靠 性。 

4) 补偿三相电流不平衡，减少变压器和线路的铜损以及中线电流，提高供 电质量。 

5) 减小变压器的附加损耗，降低噪声，提升变压器的带载能力。 

6) 按照业界的经验，有源滤波器滤除配电系统的谐波后，还可以节省 5%～ 15%电费，具体能节省多少，与配电系统的配置有关。 

7) CoEpo APF 接入后，还能提升变压器和配电线缆的带载能力，相当于对 系统进行了一次扩容，减少了系统在扩容方面的投入。 

综上，在系统严重的谐波污染得以完美治理后，系统的整体运行效率将会得到提成，系统的安全稳定运行也可以得到有力的保障，因此谐波治理对 系统的效益十分巨大。

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