无功补偿轨道交通论文提纲

论文题目：城市轨道交通供电系统及其无功补偿方案研究

摘要：随着国家基建板块的加速升级,城市轨道交通成为国家新基建的重要投资领域,占到了整个基建板块投资的20%以上。电能质量作为城市轨道交通供电系统的重要指标,直接关系到系统的稳定性,而城市轨道交通供电系统往往存在功率因数偏低的问题,影响系统电压和设备正常运行,甚至影响大电网运行。针对上述问题,本文从以下几个方面展开研究:（1）城市轨道交通供电系统功率因数偏低问题没有系统性结论,且其治理手段较为单一,本文对城市轨道交通供电系统无功问题展开研究。分析城市轨道交通供电系统组成,包括供电方式、外部电源、牵引供电系统和动力照明系统等;根据城市轨道供电系统负荷特性,得出城市轨道系统为不稳定负载;分别测试1号主变电站在不同时间段内的有功功率、无功功率、瞬时功率因数等参数,并对比其与同期开通的西安地铁线路的负荷特点,得到城市轨道交通供电系统无功功率因数偏低的问题所在。（2）为了解决该问题,提出优化线路、优化设备运行方式和设置无功补偿装置等三种无功问题解决方案。以变压器和输电线路作为研究对象,建立城市轨道供电系统无功等效电路模型,并给出了系统模型计算方程;计算1号主变电站在空载、轻载和满载情况下的无功功率,设计出优化线路、优化设备运行方式和设置无功补偿装置的问题解决方案;经过实际工程应用计算,得出设置SVG装置作为解决无功问题的主要方法。（3）改进设计针对城市轨道交通专用SVG电能综合治理装置。首先,分析SVG的工作原理、控制方法与控制系统的结构;其次,结合工程实际,改进设计城市轨道专用SVG控制柜和功率柜,采用分散、分层和分布式通讯网络配置,并优化其系统网络配置和监控系统界面。结果表明,SVG硬件系统性能和监控界面设计满足实际工程。（4）城市轨道交通供电系统没有具体的SVG试验操作流程,结合工程实际,本文设计出城市轨道交通供电系统专用SVG补偿试验方案。根据轨道交通线实际规章制度,完成了试验前主要的准备工作;其次,设计试验主接线图、试验项目等;对试验数据进行分析,并对比投入SVG前后的经济性,验证了SVG补偿方案的可行性,为有效解决电能质量中的无功问题、提高供电系统的可靠性提供了一种有效途径。结果表明,针对城市轨道供电系统所设计的SVG地铁电能综合治理装置可以根据实际负载的特点,自动调节输出无功功率的大小,改善城际轨道供电系统电能质量。

关键词：城市轨道交通;供电系统;无功补偿方案;静止无功补偿发生器（SVG）

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 选题的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 城市轨道交通无功问题现状

1.2.2 城市轨道交通无功补偿方式研究现状

1.2.3 城市轨道交通无功补偿技术研究现状

1.2.4 静止无功补偿装置(SVG)技术

1.3 本文研究内容

第二章 城市轨道交通供电系统无功问题分析

2.1 城市轨道交通供电系统

2.1.1 高压供电方式

2.1.2 外部电源及主变电站

2.1.3 牵引供电系统

2.1.4 动力照明供电系统

2.2 城市轨道交通供电系统的无功现象

2.2.1 功率因数的定义

2.2.2 城市轨道交通供电系统存在的无功问题

2.3 西安机场城际轨道1号主变电站无功问题分析

2.3.1 1 号主变电站概况

2.3.2 1 号主变电站无功现状

2.3.3 1 号主变电站无功分析

2.4 本章小结

第三章 城市轨道交通供电系统无功问题解决方案设计

3.1 西安机场城际轨道线1号主变电站无功等效电路模型计算

3.1.1 变压器等效电路计算

3.1.2 电力电缆输电线路等效电路计算

3.2 优化线路的无功问题解决方案

3.2.1 1号主变电站空载运行的无功计算

3.2.2 优化线路后1号主变电站无功运行状况

3.3 优化设备运行的无功问题解决方案

3.3.1 1号主变电站低负荷运行的无功计算

3.3.2 1号主变电站满负荷运行的无功计算

3.3.3 优化设备后1号主变电站无功状况

3.4 无功补偿装置的无功解决方案

3.4.1 城市轨道交通无功补偿装置的形式

3.4.2 SVG补偿装置

3.5 本章小结

第四章 城市轨道交通供电系统专用SVG装置

4.1 城市轨道专用SVG工作原理

4.2 城市轨道专用SVG控制方法

4.3 城市轨道专用SVG拓扑结构

4.4 城市轨道专用SVG系统设计

4.4.1 控制柜

4.4.2 功率柜

4.4.3 变压器柜

4.4.4 系统网络配置和监控系统

4.5 本章小结

第五章 城市轨道交通专用SVG装置补偿试验设计

5.1 试验准备工作

5.2 试验内容

5.3 试验结果

5.4 经济性比较分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献