摘要：多線(xiàn)合用牽引變電所運(yùn)行條件復(fù)雜,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更能反映牽引變電所真實(shí)的運(yùn)行狀況。首先分析了牽引變所功率因數(shù)、三相電壓不平衡、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題,然后基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)合蚌客專(zhuān)3座牽引變電所電能質(zhì)量進(jìn)行了分析。通過(guò)分析得出,牽引變電所電能質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,但是個(gè)別變電所存在高次諧波諧振問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路;電能質(zhì)量;實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

0、引言

電氣化鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題一直以來(lái)備受關(guān)注,牽引變電所電能質(zhì)量評(píng)估是新建鐵路開(kāi)通前的重要內(nèi)容,但是電能質(zhì)量評(píng)估中采取的各類(lèi)數(shù)據(jù)是理論計(jì)算值,并不能真實(shí)反映電氣化鐵路實(shí)際運(yùn)行情況。特別是當(dāng)鐵路開(kāi)通后,有其他線(xiàn)路接入,牽引變電所的運(yùn)行條件發(fā)生了重大改變,這時(shí)需要對(duì)牽引變電所實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)牽引變電所電能質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)估。

1、概況

合肥至蚌埠客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)合蚌客專(zhuān))由京滬高鐵蚌埠南站引出,終于合肥樞紐合肥站,與水蚌線(xiàn)、淮南線(xiàn)、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(tǒng)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(shí)現(xiàn)資源共享,節(jié)省工程投資,根據(jù)線(xiàn)位特點(diǎn),3座牽引變電所同時(shí)為多條鐵路供電:劉府牽引變電所為合蚌客專(zhuān)、水蚌線(xiàn)供電;水家湖牽引變電所為合蚌客專(zhuān)、水蚌線(xiàn)、淮南線(xiàn)、商合杭高鐵供電;邵崗牽引變電所為合蚌客專(zhuān)、淮南線(xiàn)、商合杭高鐵、合福鐵路供電。合蚌客專(zhuān)線(xiàn)路及牽引變電所分布示意圖如圖1所示。

圖1線(xiàn)路及牽引變電所分布示意圖

合蚌客專(zhuān)線(xiàn)路情況復(fù)雜,電力機(jī)車(chē)類(lèi)型多,AT供電方式和直接供電方式并存,給理論分析帶來(lái)困難,因此本文對(duì)合蚌客專(zhuān)牽引變電所220kV側(cè)三相電壓、電流和27．5kV母線(xiàn)電壓和電流以及饋線(xiàn)電流等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集,并基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)牽引變電所功率因數(shù)、三相電壓不平衡和諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析。

2、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)

2.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿(mǎn)足用戶(hù)或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中心，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警報(bào)，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

2.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)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(jiān)測(cè)裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外，其它設(shè)備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶(hù)通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)信息。

2.4系統(tǒng)功能

2.4.1用能月報(bào)

用能月報(bào)支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號(hào)等查詢(xún)所管理站所的用電量，查詢(xún)跨度可設(shè)置為月。

2.4.2站點(diǎn)監(jiān)測(cè)

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

2.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

2.4.4運(yùn)維

運(yùn)維展示當(dāng)前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

2.4.5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(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢(xún)。

2.4.6視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

2.4.7電力運(yùn)行報(bào)表

電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。

2.4.8警報(bào)信息

對(duì)平臺(tái)所有警報(bào)信息進(jìn)行分析。

2.4.9任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

2.4.10用戶(hù)報(bào)告

用戶(hù)報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警報(bào)事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)缺失及處理情況。

2.4.11APP監(jiān)測(cè)

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報(bào)查詢(xún)，設(shè)備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報(bào)告、文檔管理等。

3、結(jié)語(yǔ)

由合蚌客專(zhuān)3座牽引變電所電能質(zhì)量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析可知,采用交直交電力機(jī)車(chē)后,牽引變電所功率因數(shù)得到了顯著提高,諧波含量也大為降低,同時(shí)牽引變電所外部電源采用220kV后,系統(tǒng)容量的提升使?fàn)恳冸娝?fù)序問(wèn)題得到了解決,在電力部門(mén)和鐵路部門(mén)的不斷努力下,電氣化鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)得到了較大的改善由于牽引網(wǎng)分布容性電流,對(duì)于一些列車(chē)對(duì)數(shù)不多的電氣化鐵路,如新建線(xiàn)路在初期運(yùn)行時(shí),有可能存在功率因數(shù)過(guò)低的情況。另外,對(duì)于多條鐵路共用牽引變電所,尤其是樞紐牽引變電所,由于車(chē)型多,注入的諧波電流頻帶寬,發(fā)生諧振動(dòng)的概率較大,應(yīng)注意諧振引起的諧波超標(biāo)問(wèn)題,嚴(yán)重時(shí)應(yīng)采取治理措施。