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摘要：广州地铁十四号线及知识城线为郊区线路，具有客流量较低、区间长度较长、高架车站较多等特点，这导致其供电系统的有功功率偏低，而无功功率偏高。在无功构成中，长大区间环网电缆所产生的容性无功占了大部分。本文针对环网电缆容性无功问题，提出主变电所功率因数调整策略。
关键词：地铁；功率因数；调整
1 概述
十四号线及知识城线环网供电系统共划分为8个供电分区，正常情况下，第一分区由望岗主所供电，环网联络开关设置于太和站；第二、三分区由广龙主所供电，第五、六、七分区由邓村主所供电，环网联络开关设置于太平站。第四分区由广龙主所供电，第八分区由向西主所供电，环网联络开关设置于和棠下站。
广龙主所采用南瑞继保的SVG装置，单套设计容量为5MVar。由于十四号线及知识城线整体负荷率处于较低水平，SVG装置即便处于满发状态，但仍不足以完全补偿系统容性无功，因此，需要合理调整环网分区运行方式。
2 无功计算
广龙主所第三供电分区为广龙主所313/314-钟落潭-钟马区间所-马沥至新太区间所，新太区间102A、102B与太平站102A、102B相连，且新太区间所102A、102B处于合位，太平站102A、102B处于分位，即环网联络开关设置在太平站。
在第三供电分区中，马沥变电所通过6.2km环网电缆连接到新太区间所，然后新太区间所通过1.7km电缆连接到太平，马沥变电所下端接近7.9km的环网电缆在产生容性无功，而有功功率仅有新太区间所的整流机组及极小部分的动力用电。
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图1 环网联络开关示意图
通过查找电缆厂家数据，并根据等效电容计算公式Q=314LCU²/1000000（L为电缆长度，C为每公里电容值，U为电缆电压）可计算出该供电方式下单回路马沥至太平的电缆设备容性功率为0.57Mvar。
经现场记录马沥变电所102A、102B开关无功电量数据，可知马沥变电所下端单回路负荷的总无功功率约为0.577-0.6Mvar，基本与计算结果吻合。
经计算，在正常供电方式下，广龙主所汉龙甲线及33kV I段环网总无功功率约为6.2Mvar，汉龙乙线及33kV II段环网总无功功率约为5.8Mvar。
若将第三、第五供电分区的环网联络开关从原来的太平站102A、102B，调整为马沥站102A、102B，则马沥至新太区间所、新太区间所至太平单回路总长度为7.9km的环网电缆将由邓村主所供电。
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图2 调整后的环网联络开关示意图
调整后广龙主所I段、II段供电系统内的总无功功率将会分别下降至5.63Mvar、5.23Mvar，整体而言有了较大幅度的下降，且更接近于广龙主所SVG无功补偿装置的装机容量，更有利于广龙主所的功率因数调节。
3 调整后的无功分析
邓村主所单回110kV电缆长度约为10km，在正常供电方式下，单回33kV环网电缆总长度约为24.14km，经计算绿邓甲线及33kV I段环网系统的总无功功率约为9.17Mvar，绿邓乙线及33kV II段环网系统的总无功功率约为9.26Mvar。
邓村主所所内设有4台电抗器，I段、II段供电系统各2台，单台功率为3.5Mvar；各段分别设有SVG无功补偿装置1台，装机容量4Mvar。在所有设备投入后，最多能够提供11Mvar的无功功率输出。
现有的环网运行方式下，邓村主所4台电抗器全部投入使用，单台SVG无功补偿装置输出功率一般为0.8Mvar-1.6Mvar之间，SVG负荷率不超过40%，供电局侧月度总功率数在0.99以上。
若将环网联络开关调整为马沥102A、102B，通过邓村主所带马沥至新太区间所、新太区间所至太平环网电缆及新太区间所负荷，调整后新增的约为0.58Mvar的无功功率，邓村主所的SVG装置具有足够的补偿容量将其补偿，不影响邓村主所的功率因数调节。
4 结论
综合上述分析，从功率因数调节及节能优化的角度进行研究，由于马沥至新太区间所、新太区间所至太平区段的环网电缆过长，产生了大量的容性无功，而新太区间所本身的有功功率却非常低。
若将第三、第五供电分区的环网联络开关从太平102A、102B调整为马沥102A、102B，从而让马沥至新太区间所、新太区间所至太平的环网电缆通过邓村主所的SVG装置进行无功补偿，在有利于广龙主所功率因数调节的同时，亦不影响邓村主所自身的功率因数。
作者简介
曾令杨（1991年—），男，汉族，广东广州人，工程师，本科，研究方向：城市轨道交通供电管理技术。