引言
近些年来，我国的城市轨道交通建设事业得到了比较快速的发展，各第轨道交通供电系统应用供电方式以及符合情况是不相同的，功率因素问题在一定程度上都是轨道交通供电系建设的重要问题，方案选择的不是很恰当的话，就会导致供电部门出现高额的罚款。为了对功率因素进行相应的提高，通过对供电系统负荷分析计算，进一步的研究出几种补偿方案，并且对经济技术进行相应的比较，最终确定合适本地轨道交通供电系统的补偿方案。
1 轨道交通供电系统组成
现阶段，轨道交通的供电方式主要是采用集中方式的供电，每座主变电所配置两台110/35kV主变压器，因为在城市中，其供电网提供两回专用线路来对两台主变压器进行独立的供电。一百一十千伏变换成三十五千伏电压后通过三十五千伏供电环网电缆分别向设置在各地铁车站的变电所供电。
对于牵引供电来说，其系统主要是采用DC750/1500V的供电方式。电力主要是经过牵引变电所的两台牵引整流机组以及整流之后输出了750/1500V直流，经牵引网系统向列车的牵引用电负荷供电。对于动力照明系统来说，其电压主要是为交流的三百八十伏特到二百二十伏特。车站主要是设置一个降压变电所，每个降压变电所设置两台动力变压器。两台动力变压器经降压后，进而把零点四千伏的低压电能够通过动力照明配电系统来向着其供电范围之内的车站以及区间各自用的负荷进行供电。
2 地铁供电系统负荷功率因数
2.1 地铁供电牵引负荷
因为在牵引变电所当中，其整个的机组主要是采用了二十四脉波的整流方式，并且对于牵引来说，其符合的总功率因素大约是在零点九五。因此牵引的负荷用电通常比较容易控制，并且功率的因数也相对较稳定，无功率的需求量比较少。
2.2 地铁供电变压器及电缆
在各类变动器当中，其消耗的感性无功，中压环网电缆以及低压电力电缆都能够提供出一定程度的容性无功。如果供电的网络形成，那么变电器所效率的感性无功以及电缆提供的容性无功基本上都是稳定的，并且比较容易控制。
2.3 地铁供电动力及照明负荷
在地铁中，其动力和照明将会涉及到很多的用电系统，比容通风、空调以及信号等系统等等。对于每个用户来说，其系统的内容并不相同，所开启的时间也并不相同，其功率的因素也并不相同，通常情况下是为零点五到零点八，很难对其进行控制。
3 各类负荷引起电能质量问题
首先就是低功率的因素，高电网的损耗以及高生产成本，低生产效率以及低设备的使用安全。其次便是无功负荷变化能够直接的引起电网供电电压降落以及涌浪、电压波动以及电压闪变，甚至是将会引起用电设备的正常使用。再次是非线性负荷的谐波电流造成电网电压畸变。最后是造成电网三相不对称，将会导致中心的电线过流，进而引发中心线过热。
4 关于补偿的方案
在对补偿的方案进行选择的过程中，其主要是和供电局的考核有着直接的关系，并且主要是由轨道交通供电系统组成及负荷构成分析，其无功特点是：电缆无功影响大，夜晚停运功率因数低，将其无功进行倒送，如果无功的波动比较大，那么将会存在着冲击性的负荷。
现阶段，供电局通常会要求用户自身功率的因素达到便可以，然而输电的一百一十千伏电缆无功倒送的问题，是在后期负荷升高之后自然将会抵消或者是在变电站的一百一十千伏馈线端加抗电解决器，为了能够更好的改善高压测点源的功率因素，进而提供降压变电所的电压和补偿变压器的无功损耗。各地根据自身情况在不同时期，相应的技术条件下选用了以下的集中补偿方案：首先主要是采用电容以及电抗器来进行无功的补偿；其次是无功补偿器；最后是静止无功发生器。
5 关于补偿的比较
5.1 电容和电抗器无功补偿
对于这项方案来说其主要是具有着投资低，但是无功的补偿效果不好，同时投切的速度比较慢，并不适合负荷变化频繁的场合，易产生欠补偿和过补偿。同时可能会引起某次谐波谐振或放大，所以，在城镇轨道供电系统中，补偿基本上不适用这项方案。
5.2 关于静止功补偿器（SVC）
所谓的静止型的动态无功率补偿装置主要是目前国内外解决这个问题中普遍所使用的一种方法，主要是在无功负荷接入点在接入SVC装置之后，其无功的负荷冲击将会受到抑制，高次谐波将会得到滤除、三相电网得到平衡、PCC点电压得到稳定和提高了电力系统的稳定性。
TCT组成：主要是有着以下方面所组成，一是高阻抗变压器本体；二是晶闻管阀；三是控制器。
工作的原理：晶闻管阀连接在高阻抗变压器本体的低压侧，并且是通过调整晶闻管阀的角度，进而改变其低压绕组的电流。对于高阻抗变压器的电流来说，将会根据相应的匝数进行改变，从而使其功率大小进行改变。通过晶闻管控制变压器的副边电流，从而控制原边连续变化的感性无功功率，如果在晶闻管全部通过时，那么相当于副边短路进行运行，这个时候的感性无功率是******的，就是达到了可控电抗的额定容量。
TCT特点：一是反应的速度快，全波进行采样是需要二十秒，半波是需要十秒。二是可靠性大，本体主要是高阻抗变压器，晶闻管运行在变压器的低压侧。三是结构比较简单，在经过培训之后便可以进行操作。四是在整个磁路上面没有饱和的区域，并不是由于磁带伸缩的作用将会产生比较大的噪音，并且也没有大功率风扇等运动部件发出噪音。五是与其它可调电抗器不同，TCT的整个磁路上没有饱和的区域，铁损小。
5.3 静止无功发生器（SVG）
静止无功发生器Static Var Generaior，简称为SVG。其基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式。是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。
SVG可以在一定程度上应用可关断电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，对桥式电路交流侧输出电压的幅值以及相位进行适当的调节，或者对其交流侧电流进行直接的控制。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。在工作的过程中，通过对逆变桥中IGBT器件的开关的调节，可以对直流逆变到交流的电压的幅值和相位进行相应的控制。所以，整个装置在一定程度上相当于一个调相电源。
具备如下主要功能：一是在电力系统扰动情况下，提供有效的电压支撑；二是提高输电系统的静态和动态稳定性；三是降低暂态过电压；四是阻尼系统的低频和次同步振荡；五是减小电压和电流的不平衡，抑制不对称负荷；六是减小由于电压波动引起的闪变；七是增加输电线路的有功功率传输容量；八是滤除流入系统的谐波电流。
目前己经投运的SVG主要分为两种结构，即多重化、多电平结构和链式结构，西安地铁一、三号线采用链式结构。
SVG是目前*********的无功补偿设备，目前全国范围正大力推广，但其技术还在发展阶段，维护率较高，有待在运行中进一步考验。
6 结语
在通过了上述的内容分析可以知道，地铁供电系统无功补偿的选择，需在充分了解系统构成，地铁设备负荷类型，设备季节性开启、日常负荷曲线，供电局考核点选取，环境保护，投资维护经济性等因数下综合研究，进行补偿方式的选择。