關于多線合用牽引變電所電能質量實測分析！！！！！

摘要：多線合用牽引變電所運行條件復雜,實測數據更能反映牽引變電所真實的運行狀況。首先分析了牽引變所功率因數、三相電壓不平衡、諧波等電能質量問題,然后基于實測數據對合蚌客專3座牽引變電所電能質量進行了分析。通過分析得出,牽引變電所電能質量符合國家標準要求,但是個別變電所存在高次諧波諧振問題。

關鍵詞：電氣化鐵路;電能質量;實測數據

0、引言

電氣化鐵路電能質量問題一直以來備受關注,牽引變電所電能質量評估是新建鐵路開通前的重要內容,但是電能質量評估中采取的各類數據是理論計算值,并不能真實反映電氣化鐵路實際運行情況。特別是當鐵路開通后,有其他線路接入,牽引變電所的運行條件發生了重大改變,這時需要對牽引變電所實際運行數據進行測量,利用實測數據對牽引變電所電能質量進行分析和評估。

1、概況

合肥至蚌埠客運專線(以下簡稱合蚌客專)由京滬高鐵蚌埠南站引出,終于合肥樞紐合肥站,與水蚌線、淮南線、商合杭高鐵、合福鐵路等多條鐵路或交叉或并行,牽引供電系統采用AT供電方式,新建劉府、水家湖、邵崗3座牽引變電所。為了實現資源共享,節省工程投資,根據線位特點,3座牽引變電所同時為多條鐵路供電:劉府牽引變電所為合蚌客專、水蚌線供電;水家湖牽引變電所為合蚌客專、水蚌線、淮南線、商合杭高鐵供電;邵崗牽引變電所為合蚌客專、淮南線、商合杭高鐵、合福鐵路供電。合蚌客專線路及牽引變電所分布示意圖如圖1所示。

圖1線路及牽引變電所分布示意圖

合蚌客專線路情況復雜,電力機車類型多,AT供電方式和直接供電方式并存,給理論分析帶來困難,因此本文對合蚌客專牽引變電所220kV側三相電壓、電流和27．5kV母線電壓和電流以及饋線電流等實時運行數據進行了采集,并基于實測數據對牽引變電所功率因數、三相電壓不平衡和諧波等電能質量問題進行了分析。

功率因數

2.1功率因數影響因素

牽引變電所功率因數主要受三個方面影響。

(1)交直型電力機車。交直型電力機車(如SS系列)功率因數在0．8左右,交直交型電力機車(如和諧號、復興號、HXD等)功率因數在0．97以上。目前,交直型電力機車僅在部分普速電氣化鐵路中運行,交直交型電力機車所占比例越來越高,相關的文獻分析結果表明,在兩種電力機車混跑的線路中,交直型電力機車所占比例達到22．9％時,牽引變電所的功率因數降到0．9。

(2)分布式容性電流。接觸網為長距離輸電線路,會產生分布式容性電流。以一個雙線電氣化鐵路牽引變電所為例,若變電所有4回AT饋線,供電臂長度為25km,架空接觸網單位電容電流參照35kV線路為0．18A/km,則變電所27．5kV側電容電流為0．18×25×4＝18A,折算到220kV側為4．5A,產生的無功功率為1714kvar.

雖然架空線路產生的無功功率相對于機車功率小,但是當線路上開行的列車對數少,線路空載率過高時,牽引變電所全天功率因數會降低。

(3)無功功率計量方式。牽引變電所全天功率因數可分為“返送反計”“返送不計”“返送正計”三種計量方式。

由式(1)~(3)可以看出,3種牽引變電所功率因數計算方式差異較大,“返送正計”方式功率因數*低。

2.2實測數據分析

合蚌客專3座牽引變電所功率因數的實測值如圖2~4所示。由于牽引變電所供電線路的機車均為交直交型電力機車,牽引變電所功率因數保持在較高的水平,實測值也可以反映這一點,其中功率因數為負值對應的時刻是機車在運行過程中的再生制動工況。

3座牽引變電所全天功率因數統計見表1,在“返送反計”“返送不計”方式下,3座牽引變電所功率因數都達

由圖2~4可以看出,劉府牽引變電所存在較長時間的線路空載情況,而水家湖和邵崗牽引變電所幾乎不存在空載情況,這是由于水蚌線還未開通,劉府牽引變電所目前只為合蚌客專一條鐵路供電,而水家湖和邵崗牽引變電所則同時為3條鐵路供電。從表1可知,受空載線路分布式容性電流影響,劉府牽引變電所功率因數小于其他2座變電所。

表1牽引變電所全天功率因數

5、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

5.1概述

基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個中心，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

5.2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

5.3系統結構

系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝影頭、開關量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。

傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。

5.4系統功能

5.4.1用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為月。

5.4.2站點監測

站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

5.4.3變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

5.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。

5.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。

5.4.6視頻監控

視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。