目前城市軌道交通普遍存在的主要電能質量問題就是功率因數(shù)、電壓波動與閃變及諧波問題等。當前35KV和0.4KV大量使用電纜，夜晚期間一般所有的負荷基本停運，由于該用電負載多數(shù)為感性負荷，此時感性無功基本接近為零，產生的容性無功甚至可以達到幾Mkvar。若無功功率倒送進電力系統(tǒng)，會導致線路電壓升高，同時也會導致功率因數(shù)降低。地鐵中電力機車屬于典型的非線性負荷，由于運行過程中啟停頻繁，短時間內會產生沖擊性負載電流，此類沖擊會造成電壓的波動與閃變。

以廣東某地鐵站為例，由于該地鐵站高壓側110kV和35kV無功及諧波方面已經治理，本篇文章主要突出治理0.4KV低壓設備的無功及諧波等相關問題。線路阻抗隨著頻率的升高而增加，諧波電流使線路的附加損耗增加，而供電電網的損耗大部分為變壓器和線路的損耗，所以諧波是導致電網網損增加的一個重要因素。線路的分布電感和對地電容與產生諧波的設備組成串聯(lián)或并聯(lián)回路，在一定的參數(shù)條件下，會發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，而且所產生的諧振過電壓和過電流對相關設備的危害性較大。(此情況一般出現(xiàn)在高壓環(huán)境下，在0.4KV低壓環(huán)境中由于線路和變壓器的分布電容過小，一般忽略不計）在適當?shù)臈l件下還會形成諧波放大，而諧波電壓、電流放大會引起繼電保護裝置誤動甚至損壞，造成電力火災。同時諧波電流對線纜的肌膚效應會造成線纜發(fā)熱過量，絕緣強度降低，造成電纜損耗增加，壽命縮短，額定容量降低。同時諧波電流還會導致系統(tǒng)的運行威脅導致不安全因素的出現(xiàn)，嚴重時會影響甚至是中斷生產工作的進行。故本公司組織針對地鐵站低壓配電室的1#和2#變壓器進行了測試。同時對地鐵系統(tǒng)中負載主要為照明、空調、泵機類、電梯、信號電源、UPS等設備進行開啟有源濾波APF和不開啟有源APF情況下進行測試，對測試數(shù)據進行統(tǒng)計分析，選出合適的型號的治理設備，同時計算該設備選擇的節(jié)能性。

（1）測試說明

本次測試主要針對廣東某地鐵站低壓配電室的1#和2#變壓器進行了測試。系統(tǒng)中負載主要為照明、空調、泵機類、電梯、信號電源、UPS等設備，開關電源的啟動瞬間形成電流沖擊，和其它設備在運行過程中會對系統(tǒng)產生諧波電流污染。該系統(tǒng)中各變壓器的負荷性質決定了在其運行的過程中會產生諧波電流并匯入配電網中對配電系統(tǒng)造成一定的諧波污染問題，系統(tǒng)中存在的節(jié)能照明在運行過程中產生3次諧波電流，3次諧波電流為零序諧波電流，三相矢量角度一致，存在N線上諧波電流的疊加情況，N相電流是相線的3倍，本次測試主要是針對這些問題進行的。根據工程實踐經驗，諧波電流會導致系統(tǒng)的運行威脅同時還會造成電纜的額外發(fā)熱并加速電纜的絕緣老化導致不安全因素的出現(xiàn)，嚴重時會影響甚至是中斷生產工作的進行。

（2）測試方法

在現(xiàn)場工作人員的配合下對共計2臺變壓器（1#變壓器和2#變壓器）進行了詳細的電能質量測試，本次方案的目標是完全消滅系統(tǒng)中諧波電流污染的問題尤其是3N次諧波電流疊加導致N線電流增加問題，同時N線電流增加容易導致電氣火災的發(fā)生，因此在整個用電系統(tǒng)中對于電流數(shù)據的采集較為重要。在方案制定時將會根據測試值對現(xiàn)場治理設備進行設計選型，保證系統(tǒng)中諧波電流的濾除。測試時每個測試點均進行了24小時的監(jiān)測能夠明確整個周期內的典型電能質量狀況。