目前城市軌道交通普遍存在的主要電能質(zhì)量問(wèn)題就是功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變及諧波問(wèn)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(yùn)，由于該用電負(fù)載多數(shù)為感性負(fù)荷，此時(shí)感性無(wú)功基本接近為零，產(chǎn)生的容性無(wú)功甚至可以達(dá)到幾Mkvar。若無(wú)功功率倒送進(jìn)電力系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致線路電壓升高，同時(shí)也會(huì)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(yùn)行過(guò)程中啟停頻繁，短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生沖擊性負(fù)載電流，此類沖擊會(huì)造成電壓的波動(dòng)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(wú)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(wú)功及諧波等相關(guān)問(wèn)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(gè)重要因素。線路的分布電感和對(duì)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(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，而且所產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓和過(guò)電流對(duì)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(guò)小，一般忽略不計(jì)）在適當(dāng)?shù)臈l件下還會(huì)形成諧波放大，而諧波電壓、電流放大會(huì)引起繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)甚至損壞，造成電力火災(zāi)。同時(shí)諧波電流對(duì)線纜的肌膚效應(yīng)會(huì)造成線纜發(fā)熱過(guò)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(shí)諧波電流還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行威脅導(dǎo)致不安全因素的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響甚至是中斷生產(chǎn)工作的進(jìn)行。故本公司組織針對(duì)地鐵站低壓配電室的1#和2#變壓器進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)對(duì)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(hào)電源、UPS等設(shè)備進(jìn)行開(kāi)啟有源濾波APF和不開(kāi)啟有源APF情況下進(jìn)行測(cè)試，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選出合適的型號(hào)的治理設(shè)備，同時(shí)計(jì)算該設(shè)備選擇的節(jié)能性。

（1）測(cè)試說(shuō)明

本次測(cè)試主要針對(duì)廣東某地鐵站低壓配電室的1#和2#變壓器進(jìn)行了測(cè)試。系統(tǒng)中負(fù)載主要為照明、空調(diào)、泵機(jī)類、電梯、信號(hào)電源、UPS等設(shè)備，開(kāi)關(guān)電源的啟動(dòng)瞬間形成電流沖擊，和其它設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)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(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諧波電流并匯入配電網(wǎng)中對(duì)配電系統(tǒng)造成一定的諧波污染問(wèn)題，系統(tǒng)中存在的節(jié)能照明在運(yùn)行過(guò)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(cè)試主要是針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行的。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，諧波電流會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行威脅同時(shí)還會(huì)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(shí)會(huì)影響甚至是中斷生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

（2）測(cè)試方法

在現(xiàn)場(chǎng)工作人員的配合下對(duì)共計(jì)2臺(tái)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(cè)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(wèn)題尤其是3N次諧波電流疊加導(dǎo)致N線電流增加問(wèn)題，同時(shí)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(gè)用電系統(tǒng)中對(duì)于電流數(shù)據(jù)的采集較為重要。在方案制定時(shí)將會(huì)根據(jù)測(cè)試值對(duì)現(xiàn)場(chǎng)治理設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，保證系統(tǒng)中諧波電流的濾除。測(cè)試時(shí)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)均進(jìn)行了24小時(shí)的監(jiān)測(cè)能夠明確整個(gè)周期內(nèi)的典型電能質(zhì)量狀況。