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摘 要：对于我国的地铁交通，一直都存在有需要用到大量的电缆进行配电的特点，所以能够在对于地铁供电系统在运行时间范围内的功率因素进行分析，将会对于我们在日后研究地铁交通的具体运行状况以及供电的相关因素等问题时，都具有十分重要的实践意义。根据研究结果表明，对于地铁运行的过程当中的系统功率因数分配问题，主要是集中在通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间，我们需要能够一次作为基础，研究电费的成本支出情况，争取能够找到改进方案。
关键词：地铁供电系统；功率因数；分析及改进
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0149-01
1 前 言
对于地铁等城市轨道交通而言，进行大量的电缆配电一方面是为了能够提高大规模用电设施在用电方面的安全性，另一方面也是为了能够对相关管线的铺设起到促进作用。对于电缆本身的结构特点决定了其一般所做的功率都是无功功率。在这几年，城市轨道交通无论是从质量还是规模都迅速扩张，地铁上需要承载的人流量也越来越大，所以必然会增加行车辆数，这样就意味着供电系统即将要承担更大的负荷，而且其一般都是白天运行晚上才进行检修，所以与别的供电系统有所不同。
2 供电系统的有功功率和无功功率分析
对于一个地铁供电线路而言，主要的功率分为有功功率和无功功率两种，首先说一下无功功率，对于地铁这种轨道交通来说，一般在其线路建设完成以后，对于供电系统的装置配置以及相关设定都会基本上保持在一个比较稳定的状态，所以，在一个轨道交通供电系统的运营期间，我们通常都认为电缆的无功功率基本上不会发生太大的变化，主要会变化的是有功电量。而在系统的运行期间，主要影响有功功率的是由于列车白天正常行驶而一到晚上就会停运，进行检修和维护。根据每天的实际情况来看，地铁的供电系统在夜间停运以后一般都会有比较低的功率因数，也会因为夜间出行人数的锐减而出现空载而最终导致列车的无功返送的现象，如果按照这个形式长期运行下去，就会拉低地铁通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的平均功率因数。
所以，我们从列车运行的不用年度以及同一天的不同时间段这两个方面来进行分析，同一部列车在有功功率的数值上存在有巨大的差别，而且部分地铁的供电系统会出现在某一个确定的时间范围内，电路在运行时产生的无功功率不能够由系统进行平衡，所以整个系统的运行也并不是很稳定，最终导致功率因数的数值并不是很理想。而供电部门对于功率因数的标准是由文件进行严格的规定的，在收费上也会根据功率因数进行简单的调整，这样的做法，实际上增加了铁路运行所需要的成本，也促使我们必须要对地铁供电系统的特点和供电规律进行研究。
3 优化地铁供电系统功率因数的方案
对于城市地铁供电系统的功率因数的特点，我们之前已经进行过简单的分析，对于其供电系统而言，一旦使用不当，就很容易会影响到整个系统的用电质量，而且会给相关部门带来来自供电系统的罚单，也会增加用户本身的电费支出，所以，我们必须采取相应的对策来提高城市地铁供电系统的功率因数，当前具体可行的方法主要表现在如下几点：
3.1 严格执行两部制电价政策
对于我国当前的轨道交通系统，我们国家采用的是两部制电价政策，也就是说，用地部门需要交的费用包括有基本的电费、按用电量计算出的电费以及根据功率因数调整出的电费这三种，一般通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的功率因数是最低的，如果我们不能够采取相应的解决办法，那么就会导致供电系统需要缴纳大量的罚款，一般国家规定，当功率因数低于0.64以后，每降低0.01，就需要多交2%的电费，所以我们需要加强对于供电系统的无功补偿，增加其功率因数。
3.2 减少通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的用电量
通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间，在时间上大约会消耗掉一年，我们根据某一个供电系统的实际数据，可以简单计算一下这段时间的实际供电系统的年用电量。一般，供电系统年用电量是由牵引负荷用电量、动力负荷用电量、照明负荷用电量以及变压器的电路损耗量这几部分相加共同构成的，我们经过计算可以得出这个供电系统的年用电量为19885565kWh，而平均的功率因数为0.23，如果按照两部制电价政策进行缴费中的根据功率因数调整的电费支出将会需要我们多支出1700多万元，这将是一个巨大的浪费，所以我们可以考虑适当降低这个从开通到试运行的周期。
总之，通过上面的分析我们可以明显的看出，对于地铁供电系统而言，在通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间内整体的平均功率因素通常都处在一个比较低的水平，所以我们需要好好利用这个分析结果，在供电系统的主变电站集中设置合适的无功补偿的装置，就可以平衡供电系统在运行过程中出现的无功功率不足的问题，对供电系统内电缆的无功电量实现一个理论上的平衡状态，进而就可以提高其供电系统的功率因素。经过实际的调研我们也可以发现，针对安装无功补偿装置需要采购设备和进行安装所需要的总费用，一般都要远低于由于功率因素过大而导致的电费过大的问题，而且还能够降低整个电路的工作损耗、提高对于变压器容量的利用率，进一步提升我们使用到的电能的质量，所以反而能够从多个角度而言都实现投资收益的提高。
4 结束语
文章主要是针对当前地铁线路的供电系统进行了简单的分析，解读了地铁供电系统功率因数的主要特点，我们都知道，在不同的运行线路上，由于运行时间，列车性能以及载客量等多个方面的因素有所不同，所以其在功率因数的数值上会有一些差异，但是由于其在组织构成以及运营模式上都极为相似，所以我们可以定性的分析，然后就可以发现，运行时间越长，供电负荷也就越大，而功率因数也会增加，所以在日后进行无功补偿装置安装时要尽量易于拆装，才便于反复使用。
参考文献
[1]杨莹冰.地铁供電系统功率因数分析及改进方案[J].电气应用，2014（20）：88～92.
[2]陈 飞.轨道交通供电系统功率因数分析及补偿方案研究[J].铁道工程学报，2015，29（4）：100～103.
[3]毛小旺.城市轨道交通主变电所无功补偿方案研究[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（26）.
收稿日期：2018-6-21
关键词：地铁供电系统；功率因数；分析及改进
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0149-01
1 前 言
对于地铁等城市轨道交通而言，进行大量的电缆配电一方面是为了能够提高大规模用电设施在用电方面的安全性，另一方面也是为了能够对相关管线的铺设起到促进作用。对于电缆本身的结构特点决定了其一般所做的功率都是无功功率。在这几年，城市轨道交通无论是从质量还是规模都迅速扩张，地铁上需要承载的人流量也越来越大，所以必然会增加行车辆数，这样就意味着供电系统即将要承担更大的负荷，而且其一般都是白天运行晚上才进行检修，所以与别的供电系统有所不同。
2 供电系统的有功功率和无功功率分析
对于一个地铁供电线路而言，主要的功率分为有功功率和无功功率两种，首先说一下无功功率，对于地铁这种轨道交通来说，一般在其线路建设完成以后，对于供电系统的装置配置以及相关设定都会基本上保持在一个比较稳定的状态，所以，在一个轨道交通供电系统的运营期间，我们通常都认为电缆的无功功率基本上不会发生太大的变化，主要会变化的是有功电量。而在系统的运行期间，主要影响有功功率的是由于列车白天正常行驶而一到晚上就会停运，进行检修和维护。根据每天的实际情况来看，地铁的供电系统在夜间停运以后一般都会有比较低的功率因数，也会因为夜间出行人数的锐减而出现空载而最终导致列车的无功返送的现象，如果按照这个形式长期运行下去，就会拉低地铁通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的平均功率因数。
所以，我们从列车运行的不用年度以及同一天的不同时间段这两个方面来进行分析，同一部列车在有功功率的数值上存在有巨大的差别，而且部分地铁的供电系统会出现在某一个确定的时间范围内，电路在运行时产生的无功功率不能够由系统进行平衡，所以整个系统的运行也并不是很稳定，最终导致功率因数的数值并不是很理想。而供电部门对于功率因数的标准是由文件进行严格的规定的，在收费上也会根据功率因数进行简单的调整，这样的做法，实际上增加了铁路运行所需要的成本，也促使我们必须要对地铁供电系统的特点和供电规律进行研究。
3 优化地铁供电系统功率因数的方案
对于城市地铁供电系统的功率因数的特点，我们之前已经进行过简单的分析，对于其供电系统而言，一旦使用不当，就很容易会影响到整个系统的用电质量，而且会给相关部门带来来自供电系统的罚单，也会增加用户本身的电费支出，所以，我们必须采取相应的对策来提高城市地铁供电系统的功率因数，当前具体可行的方法主要表现在如下几点：
3.1 严格执行两部制电价政策
对于我国当前的轨道交通系统，我们国家采用的是两部制电价政策，也就是说，用地部门需要交的费用包括有基本的电费、按用电量计算出的电费以及根据功率因数调整出的电费这三种，一般通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的功率因数是最低的，如果我们不能够采取相应的解决办法，那么就会导致供电系统需要缴纳大量的罚款，一般国家规定，当功率因数低于0.64以后，每降低0.01，就需要多交2%的电费，所以我们需要加强对于供电系统的无功补偿，增加其功率因数。
3.2 减少通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间的用电量
通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间，在时间上大约会消耗掉一年，我们根据某一个供电系统的实际数据，可以简单计算一下这段时间的实际供电系统的年用电量。一般，供电系统年用电量是由牵引负荷用电量、动力负荷用电量、照明负荷用电量以及变压器的电路损耗量这几部分相加共同构成的，我们经过计算可以得出这个供电系统的年用电量为19885565kWh，而平均的功率因数为0.23，如果按照两部制电价政策进行缴费中的根据功率因数调整的电费支出将会需要我们多支出1700多万元，这将是一个巨大的浪费，所以我们可以考虑适当降低这个从开通到试运行的周期。
总之，通过上面的分析我们可以明显的看出，对于地铁供电系统而言，在通电以后到地铁开始进行初期运营的这段时间内整体的平均功率因素通常都处在一个比较低的水平，所以我们需要好好利用这个分析结果，在供电系统的主变电站集中设置合适的无功补偿的装置，就可以平衡供电系统在运行过程中出现的无功功率不足的问题，对供电系统内电缆的无功电量实现一个理论上的平衡状态，进而就可以提高其供电系统的功率因素。经过实际的调研我们也可以发现，针对安装无功补偿装置需要采购设备和进行安装所需要的总费用，一般都要远低于由于功率因素过大而导致的电费过大的问题，而且还能够降低整个电路的工作损耗、提高对于变压器容量的利用率，进一步提升我们使用到的电能的质量，所以反而能够从多个角度而言都实现投资收益的提高。
4 结束语
文章主要是针对当前地铁线路的供电系统进行了简单的分析，解读了地铁供电系统功率因数的主要特点，我们都知道，在不同的运行线路上，由于运行时间，列车性能以及载客量等多个方面的因素有所不同，所以其在功率因数的数值上会有一些差异，但是由于其在组织构成以及运营模式上都极为相似，所以我们可以定性的分析，然后就可以发现，运行时间越长，供电负荷也就越大，而功率因数也会增加，所以在日后进行无功补偿装置安装时要尽量易于拆装，才便于反复使用。
参考文献
[1]杨莹冰.地铁供電系统功率因数分析及改进方案[J].电气应用，2014（20）：88～92.
[2]陈 飞.轨道交通供电系统功率因数分析及补偿方案研究[J].铁道工程学报，2015，29（4）：100～103.
[3]毛小旺.城市轨道交通主变电所无功补偿方案研究[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（26）.
收稿日期：2018-6-21