MCR與SVG的比較

1、杭州銀湖電氣設(shè)備有限公司MCR技術(shù)與SVG技術(shù)比較簡述一. MCR技術(shù)的發(fā)展MSVC基于磁閥式可控電抗器(MCR)技術(shù)的靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。裝置利用直流勵磁原理，采用小截面磁飽和技術(shù)，通過調(diào)節(jié)磁控電抗器的磁飽和度，改變其輸出的感性無功功率，中和電容器組的容性無功功率，實(shí)現(xiàn)無功功率的連續(xù)可調(diào)。該技術(shù)最早是在1964年由弗蘭德.蘭德爾博士發(fā)明的直流控制的自保護(hù)電抗器磁閥式可控電抗器的前身在美國的一家鋼鐵企業(yè)投入使用，用于解決鋼鐵行業(yè)中負(fù)荷變化劇烈、無功波動較大、電壓不穩(wěn)、固定無功補(bǔ)償無法滿足要求等問題。因當(dāng)時的工藝，技術(shù)條件制約，采用的是鐵芯全飽和技術(shù)，該自飽和電抗器存在噪音較大、自身損耗較大

2、以及反應(yīng)速度較慢等缺陷。我國曾在上個世紀(jì)70年代初由中冶賽迪設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，在武鋼熱軋，軋鋼生產(chǎn)線上引進(jìn)了一臺容量為60000Kvar的自飽和電抗器，因當(dāng)時的種種技術(shù)工藝原因，該電抗器使用了十余年后，電抗器噪音及損耗明顯增大，2M距離內(nèi)噪音達(dá)到110分貝，裝置損耗達(dá)到設(shè)備容量的4左右，且存在反應(yīng)速度慢等問題，因上述原因該裝置在90年代被拆除。針對原有的鐵芯全飽和技術(shù)造成裝置損耗及噪音大的問題，國內(nèi)外的研究人員對其不斷進(jìn)行改進(jìn)，我公司聯(lián)合浙江大學(xué)、武漢大學(xué)電氣學(xué)院，通過對原來技術(shù)進(jìn)行消化、吸收，創(chuàng)造性的提出小截面飽和技術(shù)在整個工作過程中，大截面鐵心段始終不飽和，僅小截面段飽和，且飽和的程度很高。這樣

3、不僅增強(qiáng)了MCR的控制精度，提高了裝置的反應(yīng)速度，而且有效降低了裝置的有功，降低了發(fā)熱量。使MSVC技術(shù)作為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置投入市場成為可能，首先就在電氣化鐵路中使用，解決了電氣機(jī)車沖擊性無功功率的問題。 磁飽和可控電抗器原理近幾年，在國外MCR技術(shù)也得到發(fā)達(dá)技術(shù)國家的重視。美國電力科學(xué)研究院（EPRI）于2002年9月宣布推廣MCR技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用，并給予經(jīng)費(fèi)資助。俄羅斯已有110KV，容量達(dá)到500Mvar的MCR在電網(wǎng)中投入使用。這些均表明，隨著MCR技術(shù)本身的一些不足得到改進(jìn)，MCR作為性價比較高的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，已得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，權(quán)威機(jī)構(gòu)論證其大有替代TCR技術(shù)的

4、趨勢。以下是摘自美國媒體的兩篇關(guān)于磁控電抗器的報道。二.MSVC的技術(shù)優(yōu)勢1、可靠性 A、磁控電抗器不需要外接電源，完全由電抗器的內(nèi)部繞組來實(shí)現(xiàn)自動控制。 B、通過控制可控硅晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行自動控制，因此可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，并且從最小容量到最大容量的過渡時間很短，因此可以真正實(shí)現(xiàn)柔性補(bǔ)償。 投運(yùn)后免維護(hù)，無須專人職守。2、經(jīng)濟(jì)性A、采用低電壓可控硅控制，正常運(yùn)行時無需承受高電壓、大電流、采用自然冷卻即可，投運(yùn)后可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。B、磁控電抗器結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，基礎(chǔ)投資大大壓縮。C、MCR自身有功損耗低，僅為0.8%。D、相同容量的裝置造價，MCR遠(yuǎn)小于TCR。3、安全性：A、 MCR利用低壓可控

5、硅作為調(diào)節(jié)裝置，不需要串、并聯(lián)，承受電壓只有總電壓的12，可控硅不容易被擊穿，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。B、可控硅處于鐵芯副邊回路，可控硅動作，整流控制產(chǎn)生的諧波不流入外交流系統(tǒng)。C、即使可控硅或二極管損壞，磁控電抗器也僅相當(dāng)于一臺空載變壓器，不影響系統(tǒng)其他裝置的運(yùn)行。D、接入三相系統(tǒng)的MCR采用連接，并不是將磁控電抗器取代濾波電容中的串聯(lián)電抗器，因此與電容器不會產(chǎn)生諧振。當(dāng)MCR容量與電容器容量相等時，發(fā)生并聯(lián)諧振，等效阻抗為無窮大，相當(dāng)于從系統(tǒng)中斷開。4反應(yīng)速度快裝置的反應(yīng)速度為20ms300ms。舉例來說，額定容量為3000Kvar的可控電抗器，緊急情況下可在20ms對信號作出反應(yīng)，300ms內(nèi)可提

6、供3000Kvar的無功功率。該反應(yīng)速度，除了無法適用于負(fù)載情況復(fù)雜，無規(guī)律可循的電弧加熱爐外，其他的沖擊性負(fù)載，如電力機(jī)車，煤礦的大功率提升電機(jī)，鋼鐵行業(yè)的中頻加熱爐，大型滾軋電機(jī)等均可滿足要求。 20ms 300ms可控電抗器調(diào)節(jié)過渡過程波形三.SVG技術(shù)的性能特點(diǎn)SVG（又稱STATCOM）的基本原理就是將自換相橋式電路通過電抗器或者直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流（感性或容性），實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?. 技術(shù)尚未成熟雖然目前在市面已有高達(dá)3KA，45kv 的大功率GTO元件供應(yīng)，但

7、因GTO適用頻率大致在l KHz以下，實(shí)際上還無法采用多脈沖的PwM 控制方式。只能用常規(guī)的單脈變沖或方波的控制方式。最常用的有180度導(dǎo)通制的電壓源逆變器，即三相逆變器，每橋臂每周波導(dǎo)通l80度的逆變，經(jīng)其逆變所產(chǎn)生的電流并非嚴(yán)格意義上的正弦波，而是方波或者階梯波。其產(chǎn)生的諧波須經(jīng)過多重變壓器隔離，而多重變壓器的制造及工藝，目前仍有一些不足之處。在國內(nèi)SVG技術(shù)基本上處于完善階段，缺乏長時間運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，國外發(fā)達(dá)工業(yè)國家的大容量裝置在電網(wǎng)上應(yīng)用，尚屬示范性。2. 設(shè)備投資大因受到國產(chǎn)大功率的GTO或IBGT的工藝及質(zhì)量的影響，要提高SVG的產(chǎn)品質(zhì)量須從國外進(jìn)口部分核心元件。而這部份元件價格較貴，按照電力電子行業(yè)的一般價格特性，進(jìn)口元件的價格一般是國產(chǎn)元件價格的6-8倍。3. 后期維護(hù)費(fèi)用高因采用了逆變技術(shù)來產(chǎn)生系統(tǒng)所需的無功電流，IGBT或者GTO會消耗大量的電能，另外因GTO或者IBGT的額定電壓低于系統(tǒng)的額定電壓，須經(jīng)過變壓器與高壓系統(tǒng)連接導(dǎo)致整套裝置的損耗上升，一般為整套裝置的1.8%,增加了裝置的后期使用費(fèi)用。因?yàn)檎自O(shè)備的自動化過程復(fù)雜，對投運(yùn)及使用人員素質(zhì)要求較高，且后期的元器件跟換麻煩，如設(shè)備損壞須從國外訂購元件再進(jìn)行更換，耗時較長，增加了設(shè)備的維護(hù)及使用費(fèi)用。 4. 保證電網(wǎng)