广州地铁供电系统节能研究及技术改造

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1、摘要针对目前广州地铁一号线、二号线供电系统运营中出现的动力配电变压器的装机容量偏大和车站变电所的无功补偿装置均不需投入等两个问题，从车站变电所及llOkV主变电所的负荷计算、配电变压器的容量选择、供电系统的无功补偿、地铁各供电系统节能运行模式、基于节能运行模式的技术改造、节能经济理论探讨等六方面作了较为深入的研究。车站变电所的计算负荷按照需要系数法进行计算。在分析地铁各个车站运行关系的基础上，建立了等效的llOkV主变电站动力照明负荷的计算模型，确定了主变电站动力照明负荷有功功率的同时系数为0．7～0．8。经修正的负荷计算表能使既有的变压器容量降低l～2个

2、容量等级，使得变压器的实际负荷率处在比较合理的水平。该负荷计算表合理地反映了地铁车站动力照明负荷的特殊性，提高了负荷计算的准确性，为确定动力配电变压器的容量提供了可靠依据。依据目前国内干式配电变压器的制造水平，地铁用变压器(500kVA～2500kVA)的效率最佳负载率一般为45％～60％。在分析地铁车站日负荷特性和现有变压器技术经济水平的基础上，认为在变压器的经济运行期内将负载率确定在60％左右是合适的。因此地铁车站配电变压器容量确定的基本原则是：变压器按照正常运行时60％的负载率选择其额定容量，同时依据一、二级负荷进行校正。在分析地铁供电网络典型结构的

3、基础上，建立了地铁交流供电网络等效电路模型，电网络110kV侧的平均功率因数大于O．95。经过技术经济比较后，建议五号线供电系统在运营的初近期不进行低压动力照明负荷的无功补偿设置，仅在车站变电所预留电力电容器无功补偿装置的安装位置，以备在近远期根据负荷的增长和供电部门电费政策的变化，经技术经济比较后决定是否需要进行无功功率的补偿。同时努力提高动力照明负荷的自然功率因数，期望将低压侧动力照明负荷的自然功率因数控制在0．8以上。地铁一号线有90台变压器，其中主变压器4台，整流变压器16台，动力变压器70台，目前的运行方式是全部变压器投入运行。通过改变交流高中压

4、、直流牵引和低压动力系统的运行方式，经过测试分析，将全线50％变压器撤出运行后，可以降低损耗200kW,年损耗降低约为2180364千瓦时，可折合费用为175万元以上。在节能经理论探讨部分，认为可以通过降低各种损耗来实现节能，如线路、变压器、设备的损耗等，特别是在不同电压等级进行调整电压工作。另外可以考虑剥除非供电运营用电的损耗，建立供电运营用电的独立考核机制，这是供电真正实现成本经济考核，实行经济运营方式的计算方式。在基于运行方是式改变所需要的技术改造部分，地铁低压配电系统自投自复控制回路的改造，使变电所的动力变运行方式更为灵活，在供电的低峰期，可把一台

5、动力变切除，减少损耗，而在用电高峰期则可重新投入停运变压器，提高供电可靠性。主所变压器实现并列运行后，在负荷低的时候，为减少变压器的损耗，可先把两台主变压器并列运行，然后切除一台主变压器，从而实现变压器的在线运行切换，对负荷供电不造成影响。关键词：负荷计算；容量选择；无功补偿；运行模式；技术改造IIAbstractItarisestwoquestionsduringpowersupplysystemrunningofgunngzhoumetroline1&2．Thecapabilitychoiceoftransformerisgreaterthandema

6、ndandthereactivepowercompensationofdeporttransformersubstationneednotrunnow．ThisarticlemakesdepthinvestigationtoloadcalculatingofdeporttransformersubstationandllOkVprimarytransformersubstation、capabilitychoiceoftransformer、reactivepowercompensationofpowersupplysystem、economyrunnin

7、gmodeofmetropowersupplysystem、technicrenovationsbasedoneconomyrunningmode、economytheoryofenergysavinginallusiontosuchtwoquestionsete．Tocalculatingtheloadofdeporttransformersubstationisaccordingtodemandmodulusway．Basedonanalyzingtherelationsofmetroeverydeporttransformersubstation,t

8、hecalculatingmodelofEquivalenceof