牵引整流
24 脉波整流器谐波注入
>15%
THD
- 电网罚款 — 24 脉波特征谐波（23/25 次），IEEE 519 PCC 违规，电力公司加收
- 电容器故障 — PFC 柜谐波放大，电容器可能爆裂，地下变电站火灾风险
轨道交通与充电桩电能质量解决方案
CHITEK 为牵引变电所、铁路馈线与 EV 充电站提供 AHF 与 SVG，这些场景的大型单相与脉冲负荷注入谐波与负序电流。牵引整流器与直流快充在峰值时也拉低功率因数。容量依据供电点谐波频谱、不平衡与无功剖面的勘测确定。
牵引整流器、27.5 kV 单相馈线与直流快充均为大型单相或脉冲负荷。它们向供电注入谐波与负序电流，并在充电峰值拉低功率因数。CHITEK 为谐波馈线提供 AHF，为变压器处提供 SVG 无功支撑。
由 CHITEK 电能质量工程团队审核 · 最后更新
牵引与充电：选 AHF 还是 SVG？
牵引与充电负荷是脉冲且常为单相，因此不平衡与无功阶跃与畸变同时出现。
| 对比维度 | AHF（有源谐波滤波器） | SVG（静止无功发生器） |
|---|---|---|
| 作用 | 注入补偿电流，抵消非线性负荷产生的谐波电流。 | 持续发出或吸收无功功率，保持功率因数并支撑电压。 |
| 主要目标 | 公共连接点的电流畸变率（THDi）与谐波频谱。 | 整个负载周期内的功率因数、电压波动与无功需求。 |
| 典型触发 | 变频器群、整流器、焊接机组、感应炉、LED 驱动、UPS 整流器。 | 低或摆动功率因数、电压暂降与升高、弱电网或长馈线、EV 负荷阶跃。 |
| 轻载表现 | 补偿随实测谐波电流缩放，负载下降时输出随之下降。 | 即使有功负载接近零，也按需输出以达到目标功率因数。 |
| 在本行业应用 | 在以牵引整流器与充电器整流为主的馈线上做谐波校正。 | 在变压器处做无功支撑，充电峰值与待机状态各自将功率因数拉向不同方向处。 |
充电站主要是 SVG 问题；当充电器谐波也须限制在限值内时，再加 AHF。
典型电能质量问题
地铁与轻轨
牵引 / 车站 / 车辆段
车站机电
设备群不平衡
>10%
不平衡度
- 中性线过热 — 电梯 + 空调单相负荷混合，N 线电流超过相电流，绝缘融化风险
- 断路器跳闸 — 单相过载但均值 < 额定，车站照明中断，乘客安全隐患
再生制动
能量回馈电压升高
电压
升高
- 逆变器过压 — 再生能量倒送，直流母线过压，逆变器 IGBT 保护关机
- 保护跳闸 — 过压保护级联跳闸，列车延误 > 5 分钟，运营 SLA 罚款
高速铁路
牵引变电所 / AT 所 / 分区所
27.5kV 单相
V/V 接线负序分量
>8%
不平衡度
- 电网违规 — 单相牵引负荷在 220kV PCC 产生负序，电力公司限电令
- 发电机发热 — 附近火电厂发电机负序电流，转子表面温度告警
动车变流
四象限变流器宽频谐波
>12%
THD
- 接触线发热 — 高频谐波电流增加接触线 I²R 损耗，退火加速，弛度增大
- 信号干扰 — 谐波 EMI 耦合至轨道电路，机车信号失真，ETCS 可用性下降
馈线
长距离 AT 馈线电压损失
>10%
压降
- 限速 — 末端电压低于 22.5kV 限制列车功率，实施限速，延误
- AT 饱和 — 首端过电压导致自耦变压器铁芯饱和，产生谐波
充电基础设施
高速服务区 / 城市快充 / 公交场站
快充桩
直流快充功率冲击
120kW+
负荷阶跃
- 电网暂降 — 多充电器同时启动，15%+ 电压跌落，配电变压器保护跳闸
- 需量电费 — 峰值需量尖峰触发电力公司需量棘轮，月度容量电费 3 倍基准
充电谐波
12 脉波充电器谐波叠加
>15%
THD
- PF 罚款 — 谐波 + 无功叠加，PCC 点 PF < 0.85，月度罚款 + 碳税附加
- EMI 问题 — 传导 EMI 进入低压电网，附近居民电视/收音机干扰，投诉量激增
配电变压器
充电站过载与不平衡
>90%
负荷
- 寿命缩短 — 峰谷负荷循环热应力，绝缘老化 5 倍速，预期寿命 < 3 年
- 三相不均 — 单相交流充电器主导，零序电流 > 40%，N 线每 2 年更换
轨道交通案例研究
以下每个案例都按相同方式撰写：现场原本是什么、在选型之前勘测测到了什么、安装了什么、以及验收测试之后显示了什么。标有 典型配置 的项目为示意性内容——这些项目的容量始终从现场勘测出发，而非从表中直接取定。
充电桩
充电站功率因数校正 — 每台变压器 100 kvar SVG
待机与充电两种状态下功率因数均保持在目标值；两年内回本
背景
一座充电站，两台变压器，2,500 kVA 与 2,000 kVA。在低压进线柜实测，站点功率因数处于 0.1–0.2 容性，因为充电器待机时几乎不取有功，而其整流器仍在交换无功。
安装的设备
项目概述
充电站两台变压器（2,500 kVA 与 2,000 kVA）。在低压进线柜实测，站点功率因数处于 0.1–0.2 容性，因为充电器待机时几乎不取有功，但其整流器仍在交换无功——传统电容器组无法跟随。原有一台电容柜被拆空，用于容纳 SVG 模块。
改造前 / 改造后
功率因数 0.1–0.2 容性 → 待机与带载均保持目标值
关键结果
- 待机与充电两种状态下功率因数均达目标
- 两台变压器年省约 76,000 元
- 线损降低，末端电压改善
- 两年内回本；复用原电容柜而非新购
- 需 0.2 级及以上 CT——待机电流极小
范围与局限
节省数据来自站点自身电价与负荷曲线，不能套用于其他站点。0.2 级及以上精度 CT 是前提，而非可选项。
常见问题
为什么负序电流对牵引供电是问题？
接在三相系统两相之间的单相牵引负荷产生负序电流。它使同一网络上的三相电机发热，并可能使不平衡超过电网限值。
EV 充电站需要 AHF 还是 SVG？
大多是 SVG。充电站的主要问题是待机与充电两种状态下的无功需求与功率因数，加上多车同时启动的负荷阶跃。当充电器谐波也须限制在限值内时，再加 AHF。
再生制动会抬高供电电压吗？
会。制动时回馈的能量抬高直流与交流侧电压，变流器可能因过压而跳闸。这属于牵引供电研究，而非单靠滤波器解决。
投资多久回本？
对充电站而言，回本主要由避免的功率因数罚款驱动。它取决于当地电价与站点负荷曲线，因此数字来自您的电价，而非产品手册。
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