電氣化地鐵及鐵路諧波源特點分析

概述

地鐵、鐵路等作為現代城市交通係統的重要組成部分，其電能質量狀況越來越多的受到人們的關注。

地鐵、鐵路除了牽引負荷（直流電動車輛）外，為保證地鐵、鐵路車站運營的功能性舒適性，車站內還有很多動力照明設備，其中大量非線性設備的運行必然產生諧波電流。

地鐵、鐵路車站內強電、弱電多個係統並存，高壓、低壓多個電壓登記並存，交流、直流多個供電模式並存，所以有效抑製諧波電流創造更好的電磁兼容環境，是保證地鐵、鐵路正常運營的基礎。

諧波源分析

以地鐵典型車站的具體負荷情況為例，車站內存在大量非線性電氣設備，歸納起來有以下幾種：

節能燈

為了滿足照明節能和亮度要求，地鐵車站中站台站廳、廣告牌、導向係統照明、辦公管理用房等均使用節能燈。

由於熒光燈為單相電源供電，所以節能燈和節流器主要產生2N±1次諧波。

變電所直流屏、EPS電源等

地鐵車站內有變電所使用的直流屏、消防應急電源等，此類電源均存在整流過程，在其工作過程中或產生諧波電流，此類電源基本上為3相交流輸入，所以主要產生6N±1次諧波。

通信、售票等弱電係統UPS電源

弱電係統應用在車站、車輛段、停車場、控製中心等場所，包括通信、信號、綜合監控（電力監控PSCADA、環境與設備監控BAS、火災自動報警FAS、門禁ACS）、自動售檢票係統AFC、乘客信息係統PIS、屏蔽門等部分，係統一般由計算機、網絡設備及自動化控製設備組成，用電為**負荷，因此需要高可靠性的後備電源（UPS）進行不間斷供電，以保證供電質量和供電連續性。

變頻器和軟啟動器

站場中風機、水泵均配置了變頻器或軟啟動器，以達到改善啟動衝擊和運行節能的要求。

另外，電梯和扶梯數量較多。目前，電梯、扶梯均采用交交變頻調速方式。由於變頻器的使用，必然會產生6N±1次諧波。

地鐵/鐵路諧波源特點分析：
名稱	設備功率（KV）	設備類型	是否為諧波源
一般照明	120	熒光燈（電子鎮流器）	是
廣告照明	140	熒光燈（電子鎮流器）	是
車站導向係統	60	熒光燈（電子鎮流器）	是
EPS電源屏	30	存在整流與逆變	是
變電所交直流屏	30	存在整流與逆變	是
內部通信係統	25	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
外部通信係統	25	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
公安通信係統	12	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
信號係統	15	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
**門係統	30	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
環境監控/防災報警係統	15	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
自動撿售票係統	60	電子設備采用開關模式電源整流設備	是
大係統排風機	110	變頻控製器	是
其他各類小風機	69	感性負載	否
電動風閥	0.1	感性負載	否
冷水機組	200	變頻控製器	是
冷凍泵、冷卻泵	94	感性負載	否
廢水泵、汙水泵	42	感性負載	否
扶梯	220	變頻控製器	是
電梯	10	變頻控製器	是
風機房檢修電源箱	15	檢修時電弧產生	是
區間檢修電源箱	15	檢修時電弧產生	是