目前城市軌道交通普遍存在的主要電能質(zhì)量問題就是功率因數(shù)、電壓波動與閃變及諧波問題等。當(dāng)前35KV和0.4KV大量使用電纜，夜晚期間一般所有的負(fù)荷基本停運，由于該用電負(fù)載多數(shù)為感性負(fù)荷，此時感性無功基本接近為零，產(chǎn)生的容性無功甚至可以達(dá)到幾Mkvar。若無功功率倒送進(jìn)電力系統(tǒng)，會導(dǎo)致線路電壓升高，同時也會導(dǎo)致功率因數(shù)降低。地鐵中電力機(jī)車屬于典型的非線性負(fù)荷，由于運行過程中啟停頻繁，短時間內(nèi)會產(chǎn)生沖擊性負(fù)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(cè)110kV和35kV無功及諧波方面已經(jīng)治理，本篇文章主要突出治理0.4KV低壓設(shè)備的無功及諧波等相關(guān)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(wǎng)的損耗大部分為變壓器和線路的損耗，所以諧波是導(dǎo)致電網(wǎng)網(wǎng)損增加的一個重要因素。線路的分布電感和對地電容與產(chǎn)生諧波的設(shè)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(chǎn)生的諧振過電壓和過電流對相關(guān)設(shè)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(dāng)?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(hù)裝置誤動甚至損壞，造成電力火災(zāi)。同時諧波電流對線纜的肌膚效應(yīng)會造成線纜發(fā)熱過量，絕緣強(qiáng)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(dǎo)致系統(tǒng)的運行威脅導(dǎo)致不安全因素的出現(xiàn)，嚴(yán)重時會影響甚至是中斷生產(chǎn)工作的進(jìn)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(jìn)行了測試。同時對地鐵系統(tǒng)中負(fù)載主要為照明、空調(diào)、泵機(jī)類、電梯、信號電源、UPS等設(shè)備進(jìn)行開啟有源濾波APF和不開啟有源APF情況下進(jìn)行測試，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，選出合適的型號的治理設(shè)備，同時計算該設(shè)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(jìn)行了測試。系統(tǒng)中負(fù)載主要為照明、空調(diào)、泵機(jī)類、電梯、信號電源、UPS等設(shè)備，開關(guān)電源的啟動瞬間形成電流沖擊，和其它設(shè)備在運行過程中會對系統(tǒng)產(chǎn)生諧波電流污染。該系統(tǒng)中各變壓器的負(fù)荷性質(zhì)決定了在其運行的過程中會產(chǎn)生諧波電流并匯入配電網(wǎng)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(chǎn)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(jìn)行的。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，諧波電流會導(dǎo)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(dǎo)致不安全因素的出現(xiàn)，嚴(yán)重時會影響甚至是中斷生產(chǎn)工作的進(jìn)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(jìn)行了詳細(xì)的電能質(zhì)量測試，本次方案的目標(biāo)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(dǎo)致N線電流增加問題，同時N線電流增加容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生，因此在整個用電系統(tǒng)中對于電流數(shù)據(jù)的采集較為重要。在方案制定時將會根據(jù)測試值對現(xiàn)場治理設(shè)備進(jìn)行設(shè)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(jìn)行了24小時的監(jiān)測能夠明確整個周期內(nèi)的典型電能質(zhì)量狀況。