单三相组合式同相供电当牵引负荷功率小于等于同相补偿装置容量的2倍时,牵引变压器的同相补偿装置分别供给牵引负荷功率的1 / 2,此时负序电流得以完全补偿,由此引起的三相电压不平衡为零;当牵引负荷功率大于同相补偿装置容量的2倍时,同相补偿装置按自身额定容量供给牵引负荷功率,其余部分由牵引变压器供给,此时有剩余负序电流流通,但产生的三相电压不平衡度满足国标要求。
2013年7月中国铁路总公司签发文件,由西南交通大学总体负责,在沙峪牵引变电所供电范围内开展单三相组合式同相供电技术试验。初步安排2014年4月开始上线试验,2014年11月完成。采用同相供电装置,将原有牵引变电所的两相变换为一相,取消了变电所处电分相,可大大提高列车运行的技术速度,提高线路通过能力;改善电气化铁路牵引负荷负序,满足国标要求;提高牵引变压器容量利用率;进一步增强牵引供电系统的节能效果。
记者:钱院士您长期从事铁道电气化与自动化领域的科研与教学工作,曾主持研制成功了我国第一套电气化铁道多微机远动监控系统。SCADA系统可通过各被控站 RTU采集电网的静态测量值,实现遥测。而柔性SCADA系统更具有数据管理和按需交互信息的智能终端,可采集电网的正常静态信息、动态信息和故障信息,旨在提高铁路配电网的供电可靠性。未来SCADA系统在铁路配电网中的应用是否也会将电能质量指标纳入监测范围,对改善电网电能质量起到积极作用?
钱院士:应该是这样,你刚刚讲的第一套SCADA系统已经过去了很多年,今天的SCADA系统可能概念都已经不一样了,功能已经强大多了,随着科技的发展,这些功能当然会包含,包括刚刚讲的同相供电,也有监测、监控功能。目前来讲,SCADA系统的管理、信息共享等功能都已经高度集成,目前我国国内主要电气化铁路干线均采用西南交通大学研制的电力调度管理自动化系统,监测点可以达到100多万点。今后随着科技发展,不仅是对电能质量的监控,还包括节能等各个方面的指标都应该纳入进来,以保障电网的安全可靠。
目前,在地铁这种城市轨道交通系统中,SCADA系统已经高度集成,包括电力SCADA、FAS / BAS、广播、电视、自动屏蔽门等5 ~ 6个系统均已经高度集成,将来肯定是这个趋势。
记者:电能作为一种商品,势必存在质量问题,而在电能的整个传输应用过程中,不仅电气化铁路是谐波源,建筑中的大量非线性负荷(如节能灯)也是谐波源,且建筑是能耗大户,其能耗可能占到总发电量的40 %,所以虽然单个非线性负荷的影响看似很小但其总量十分惊人,不容忽视。目前无论是在电气化铁路还是在民用建筑中,谐波的治理措施一般是采用无源及有源滤波器进行综合治理,均属于问题发生后的补救性处理,钱院士认为在未来随着技术的发展,是否会有更好的措施,可以在产品或设计源头改善或解决电能质量问题?
钱院士:肯定有,随着科技的发展不断会有新的技术应用到实际工程中,比如我刚刚提到的同相供电技术,就是从源头上解决高速铁路的负序问题的一种前沿技术。以前我们研究阻抗匹配平衡变压器等都是试图解决电能质量问题,但这是一个综合的问题,不仅只有一个角度,所以还需要一步步地深入研究,协调多方面共同解决这一问题。
节能是个永恒的主题,在建筑物中,以商场举例,夏天空调温度调得非常低,冬天又非常高,其实完全没有这种必要,这些都是问题,浪费能源。按照现在的科技来讲,应该很容易解决这些问题。那么对于大型的公共建筑,空调采暖是一方面,采光、电梯的变频控制是另一方面,在照明方面,现在大量采用的声控、光控技术就可以有效地节能,同样采用变频技术后电梯可以节能达到70 %,这些技术都是上世纪90年代以后才开始应用的,从建筑节能来说,我觉得进步很大。
记者:钱院士您非常了解咱们建筑电气领域的这些节能措施,包括您提到的空调系统、照明控制和变频技术都是我们行业本身十分关注的节能问题。
钱院士:这些可以说都是我的亲身感受。
记者:钱院士您作为我国铁路电气化自动化的老一辈工作者,亲历了我国电气化铁道的从无到有的逐步建设,为我国铁道电气化与自动化学科的发展和人才的培养做出了杰出贡献。是值得我们尊敬与学习的老一辈科技工作者,最后请钱院士寄语建筑电气行业的广大一线科技工作者们。
钱院士:你们年轻一辈取得的成绩我也感到十分骄傲,我想说的主要是创新和奋斗两点,还有就是踏踏实实地工作。当初我为何要投身我们国家的电气化铁路建设呢,主要还是响应国家四个现代化建设的号召,那么对于当前来说,国家强调改革转型,那么我们广大科技工作者就更要积极创新、奋斗。
记者:感谢钱院士接受本社的采访!
钱清泉院士简介
西南交通大学教授,长期从事铁道电气化与自动化领域的科研与教学工作;主持研制成功了我国第一套电气化铁道多微机远动监控系统,在10多项国家、省部级重点工程中推广应用;参与组织和筹建牵引动力国家重点实验室,实验室建成后通过国家验收,达到世界先进水平。在电气化智能监控系统与综合自动化研究领域取得了丰硕成果;获十余项国家、省部级科技进步奖和全国“五一”劳动奖章等荣誉;1997年当选为中国工程院院士。