無功補償和諧波治理裝置介紹

1、 山西萬福電力電器有限公司產(chǎn)品手冊技術(shù)部2008年9月1.公司簡介山西萬福電力電器有限公司是組建成立于1994年的中外合資公司。公司主要從事電力系統(tǒng)補償技術(shù)、電力系統(tǒng)測控技術(shù)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)。十多年來先后承擔(dān)并完成三十多項來自企業(yè)的科研課題。并由有三項通過省科委組織鑒定、兩項國家發(fā)明專利、兩項國家實用新型專利。因此,我公司有著國內(nèi)獨一無二的無功補償及諧波治理技術(shù),其性能是國內(nèi)目前普遍使用的TCR無法比擬的,特別是設(shè)備的節(jié)能效果非常出色,在工程實踐中創(chuàng)下了每月節(jié)省電費30.2萬元的出色表現(xiàn),給用戶帶來了實在的、平常看不見的經(jīng)濟(jì)效益。同時,在諧波的抑制方面,THD可以限制在0.

2、2%以下,所以,設(shè)備就集保證功率因數(shù)、節(jié)能和抑制諧波于一身,具有較高的使用價值,是用戶實現(xiàn)節(jié)能降耗,降低用電成本,提高生產(chǎn)效率的良好選擇。目前公司的主要產(chǎn)品有:(1、直接電壓型系列SVC(2、可調(diào)自舉電壓型系列SVC(3、MCR型系列SVC 2.直接電壓型SVC 直接電壓型SVC主要由自耦均壓變壓器、無功功率固定補償濾波支路、無功功率動態(tài)補償濾波支路、容性交流晶閘管開關(guān)、計算機(jī)測控保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)字光通信系統(tǒng)構(gòu)成。計算機(jī)測控保護(hù)系統(tǒng)實時在線測量系統(tǒng)母線電壓和負(fù)荷電流瞬時值,根據(jù)不同應(yīng)用目的和要求可按系統(tǒng)母線電壓、負(fù)荷無功功率和負(fù)荷不對稱度實施對SVC的控制以達(dá)到補償目的和要求。本SVC自耦均壓變壓

3、器容量小,只由一組各級補償容量確定,而與SVC容量無關(guān)。采取適當(dāng)?shù)目刂撇呗钥墒棺择罹鶋鹤儔浩髡９ぷ鳡顟B(tài)為空載,不流過短路功率。由于采用自耦均壓變壓器,直接電壓型SVC可直接工作于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV以至1000KV電壓級。投切無功功率動態(tài)補償濾波支路的容性交流晶閘管開關(guān)不串、并聯(lián),工作在開關(guān)狀態(tài),運行中有功損耗小,且不產(chǎn)生諧波。不論直接電壓型SVC工作電壓有多高,由于自耦均壓變壓器的均壓作用,無功功率固定補償濾波支路、無功功率動態(tài)補償濾波支路的工作電壓都處于合適的工作電壓范圍,裝置整體運行可靠性高。其主要技術(shù)指標(biāo):(1、運行中有功損耗小,在0.2%0.3%范

4、圍;廣鐵焦柳線官壩牽引站2×9996KVar、27.5KV直接電壓型SVC(2、響應(yīng)速度快,根據(jù)用戶要求可做到20ms;(3、運行中不產(chǎn)生諧波,具有濾除系統(tǒng)背景諧波和負(fù)荷非線性運行中所產(chǎn)生的諧波電流;(4、根據(jù)用戶要求可有效實現(xiàn)對負(fù)荷的不對稱校正;(5、裝置整體運行可靠性高;(6、在系統(tǒng)發(fā)生短路故障,系統(tǒng)母線電壓下降時,能給系統(tǒng)提供足夠無功功率支持,提高電力系統(tǒng)運行靜、動穩(wěn)定性3.可調(diào)自舉電壓型SVC可調(diào)自舉電壓型SVC主要由自耦自舉變壓器,無功功率固定補償濾波支路,無功功率動態(tài)補償濾波支路,全程在線實時調(diào)壓系統(tǒng)和計算機(jī)測控系統(tǒng)構(gòu)成。計算機(jī)測控實時在線測量系統(tǒng)母線電壓和負(fù)荷無功功率消

5、耗,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制準(zhǔn)則向全程在線實時調(diào)壓系統(tǒng)發(fā)出命令,調(diào)節(jié)無功功率補償濾波支路的電壓以調(diào)節(jié)其發(fā)出的感性無功功率。其主要技術(shù)指標(biāo)是:(1、該產(chǎn)品可根據(jù)負(fù)荷無功功率實際消耗隨機(jī)調(diào)節(jié)無功功率補償量,即不過補,也不欠補(SVC容量要能滿足負(fù)荷最大無功功率需求(2、該產(chǎn)品可實現(xiàn)零電壓、零電流投入和零電壓、零電流切除,投入時不會產(chǎn)生過電流沖擊,切除時不會產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象;(3、在調(diào)節(jié)換擋過程中通過過渡電阻,電路沒有處于斷路換路狀態(tài),過渡過程平穩(wěn);(4、該產(chǎn)品采用自耦自舉全程有載調(diào)壓,變壓器容量小,只有SVC容量的5%12.5%;(5、該產(chǎn)品運行中有功損耗小,與TCR型SVC相比,只有TCR型SVC運行

6、有功損耗的10%,相當(dāng)于TSC運行中的有功損耗;(6、該產(chǎn)品運行中本身不產(chǎn)生諧波,根據(jù)用戶需要可以設(shè)計成具有濾除各次諧波功能的SVC;(7、該產(chǎn)品無功補償電容器多處于低于其額定工作電壓下運行,運行可靠性高; 霍州煤電北村站2×6000Kvar/6.3KV可調(diào)自舉電壓型SVC西山煤電集團(tuán)杜兒坪礦2400Kvar/6.3KV可調(diào)自舉電壓型SVC4.MCR型SVC磁控電抗器容量調(diào)節(jié)范圍可在容量的1100%范圍內(nèi)任意快速、連續(xù)調(diào) 節(jié);響應(yīng)速度快:創(chuàng)新的快速磁翻轉(zhuǎn)技術(shù)使新一代高壓磁控電抗器的響應(yīng)速度大幅度提高:空載到額定容量,或額定到空載容量過度過程時間為20ms60ms;產(chǎn)生諧波低:獨創(chuàng)的優(yōu)

7、化多級磁閥飽和技術(shù),使磁控電抗器整個容量調(diào)節(jié)范圍的總諧波含量不超過電抗器額定電流的2.3%;噪音低:磁控電抗器各項性能指標(biāo)與普通電力變壓器指標(biāo)基本相當(dāng)。損耗小:獨特的磁閥結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的制造工藝,使電抗器額定輸出容量下的有功損耗在0.5%(大容量1.2%(小容量之間;占地面積小:磁控電抗器尺寸和安裝方式與同容量電力變壓器基本相同,控制晶閘管箱可戶外安裝,體積小,自然風(fēng)冷卻;免維護(hù):油浸或環(huán)氧澆注干式磁控電抗器的維護(hù)與普通電力變壓器相同,適合無人值守變電站需要。晶閘管箱產(chǎn)生熱量小,自然風(fēng)冷卻,可靠性高,免維護(hù)。技術(shù)指標(biāo)電壓等級:6kV-110kV。動態(tài)響應(yīng)時間:60ms。符合國標(biāo)要求的三相平衡化功能

8、。諧波含量符合GB/T14549-93及用戶的要求。無功調(diào)節(jié)范圍0-100%,使用后的功率因數(shù)達(dá)到0.98以上。電壓波動及閃變滿足國標(biāo)及用戶的要求。7200Kvar/27.7KVMCR型SVC裝置構(gòu)成裝置主要由磁控電抗器本體、勵磁柜、電容器、串聯(lián)電抗器、隔離開關(guān)、放電線圈、氧化鋅避雷器、開關(guān)柜及控制屏等組成5.產(chǎn)品型號:WF-7200/67200/6KK 產(chǎn)品選型序號型號額定電壓(kV額定容量(kvar額定電流(A安裝方式1WF-7200/6K 67200128戶外2WF-20000/27.5Z 27.520000280室內(nèi)3WF-7200/35K 35720060戶外4WF-12000/6K

9、 612000216戶外5WF-4000/27.5M27.5400086戶外注:原則上,可以根據(jù)工程需要,提供任何容量和電壓等級的產(chǎn)品,該表只作為參考。6.基波無功功率與系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行有功功率和無功功率經(jīng)輸電線路傳輸,由于輸電線路(變壓器線圈存在電阻R,要引起一定的有功功率損耗,其關(guān)系為:R UQ P P 222+=可知,當(dāng)有功功率P 和無功功率Q 通過輸電線路電阻時,都會產(chǎn)生有功功率損耗。電力系統(tǒng)的有功功率只能由系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)來提供,所以負(fù)荷所需要的有功功率必須經(jīng)過輸電線路輸送。這是因為不可能在每個負(fù)荷點都建立一個發(fā)電機(jī)。而電力系統(tǒng)的無功功率在電力系統(tǒng)電壓建立起來以后可以有多種方法來取得,其中

10、最佳方案就是無功功率的就近補償。這樣就可避免由于無功功率在輸電線路中的傳輸所引起的有功功率損耗。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已定,輸送的有功功率一定時,線路的有功功率損耗完全取決于線路輸送的無功功率變化。下面舉例說明輸送不同容量的無功功率,對線路有功功率損耗的影響。當(dāng)7.0cos =時,Q =P ,則有Q P P P =,即由輸送無功功率Q 引起的有功功率損耗Q P 與輸送有功功率P 所引起的有功功率損耗P P 相等。當(dāng)6.0cos =時,Q =1.3P ,則2269.1P Q =,所以P Q P P =69.1,即由輸送無功功率Q 造成的線路有功功率損耗Q P 是輸送有功功率P 造成的有功功率損耗P P 的1

11、.69倍。當(dāng)8.0cos =時,Q =0.75P ,則P P Q =56.02,即由輸送無功功率Q 所造成的線路有功功率損耗Q P 是輸送有功功率P 所造成的有功功率損耗P P 的0.56倍?？梢娫诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已定,發(fā)電廠布局已定,負(fù)荷分布和所需有功功率已定,在滿足負(fù)荷對電網(wǎng)電壓要求的前提下采取無功功率就近補償技術(shù)對降低線路有功損耗,提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)性是有效的。由于輸電線路電阻R 遠(yuǎn)小于輸電線路電抗X ,所以采用無功功率就近補償,減少無功功率Q 在線路中傳輸,以避免由于無功功率在線路中傳輸所引起的有功功率損耗。一般,在輸送的總功率中,無功功率與有功功率所占比重,可直接從各級電壓網(wǎng)路的功率因數(shù)上反映

12、出來。輸送無功功率的大小主要取決于負(fù)荷功率因數(shù)的高低。因此,可以直接由功率因數(shù)的變化來分析無功功率和線損之間的關(guān)系。下圖給出了功率因數(shù)cos 與有功功率損耗P 的關(guān)系。 下表給出了功率因數(shù)從1cos =下降與線損中可變損耗增加的關(guān)系。從1cos =下降到0.950.900.850.800.750.700.650.60可變損耗的增加(%1224395677104136178可知隨著功率因數(shù)cos 的降低,線路有功損耗非線性增加。電力系統(tǒng)無功功率就近補償對提高電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在,由于無功功率就近補償避免了無功功率在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,從而使網(wǎng)絡(luò)各點處的電壓都接近于額定電壓,而電器設(shè)備都是設(shè)計在其

13、額定電壓下運行,效率最高,若電器設(shè)備運行電壓偏離其額定電壓,其運行效率就會明顯下降,從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性下降,這是影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的主要因素,再加上線路上的損耗,就更加不經(jīng)濟(jì)了。6.1諧波與電壓質(zhì)量電力系統(tǒng)中沒有諧波發(fā)電機(jī),電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓基本上是正弦的。但電力系統(tǒng)中的變壓器,電弧爐和整流負(fù)載都是非線性。即在正弦電壓作用下,其吸收的電流是非正弦的?？梢岳斫鉃榉蔷€性負(fù)載在正弦電壓作用下,吸入基波電流而分解出一系列諧波電流注入電力系統(tǒng)。所以電力系統(tǒng)中非線性負(fù)荷諧波源可以看作為諧波電流源。諧波電流注入電力系統(tǒng),在系統(tǒng)阻抗上形成諧波電壓降落,諧波電壓降落疊加在電力系統(tǒng)基波電壓上導(dǎo)致電

14、力系統(tǒng)各級母線電壓畸變,使電力系統(tǒng)各級母線電壓變成非正弦。電力系統(tǒng)母線電壓畸變對電力系統(tǒng)的危害大家已很熟悉,在這里就不贅述了。6.2電力諧波與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行電力諧波作為電力系統(tǒng)的主要污染形式,不僅影響電力系統(tǒng)電能質(zhì)量,而且還影響電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行,主要體現(xiàn)在:諧波電流流過輸電線路要引起系統(tǒng)有功功率和無功功率損耗,即2I R P H =2I X Q H =式中R 線路次諧波電阻;X 線路次諧波電抗;同次諧波電壓、電流造成諧波有功功率損耗和無功功率損耗,即=cos I U P H =sin I U Q H 其中諧波有功損耗,不管其流向如何都構(gòu)成諧波有功損耗,因為系統(tǒng)中沒有諧波發(fā)電機(jī),所產(chǎn)生的諧波有功損耗都由系統(tǒng)中同