高壓動態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置(TCR型SCV)

./高壓動態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置〔TCR型SCV設(shè)備概述SVC裝置由晶閘管控制電抗器〔TCR和高壓無源濾波器<FC>構(gòu)成。控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷工作狀態(tài)改變與電抗器串聯(lián)的晶閘管的導(dǎo)通角,從而改變電抗器提供的感性無功,起到平滑調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)無功功率的作用。SVC=FC+TCRTCR:ThyristorControlledReactor晶閘管控制電抗器SCV:StaticVarCompensator靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置[高壓動態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置主要設(shè)備構(gòu)成]1.全數(shù)字控制柜2.晶閘管閥組3.主電抗器4.純水冷卻系統(tǒng)5.FC濾波回路[SVC高壓動態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置簡介].基于DSP的全數(shù)字控制系統(tǒng),具有運(yùn)算速度快、處理數(shù)據(jù)量大,實現(xiàn)實時控制量計算。采用柜式結(jié)構(gòu),實現(xiàn)外來干擾屏蔽,抗干擾能力優(yōu)越。控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行。采用臥式結(jié)構(gòu),晶閘管疊裝壓接式,純水冷卻、取能、阻尼、空氣絕緣、BOD保護(hù)。晶閘管選用ABB優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,電氣性能良好,串聯(lián)使用控制電抗器的投入與切除。主電抗器,通過晶閘管閥組連接到SVC系統(tǒng)中,成為SVC最重要的部分。電抗器為空心、干式、銅線或鋁線環(huán)氧固化型,線形度高、噪音小、動熱穩(wěn)定性好,絕緣冷卻、取能、阻尼、空氣絕緣、BOD保護(hù)。晶閘管選用ABB優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,電氣性能良好,串聯(lián)使用控制電抗器的投入與切除。主電抗器,通過晶閘管閥組連接到SVC系統(tǒng)中,成為SVC最重要的部分。電抗器為空心、干式、銅線或鋁線環(huán)氧固化型,線形度高、噪音小、動熱穩(wěn)定性好,絕緣強(qiáng)度高,散熱好。通過晶閘管的相位控制達(dá)到動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?。主要設(shè)備采用國外著名公司進(jìn)口元件,主循環(huán)泵、等離子交換機(jī)、精密過濾器等核心機(jī)構(gòu)采用不銹鋼316L材質(zhì)。PLC程序控制,保護(hù)、報警功能完備。無腐蝕,無污染,符合環(huán)保要求。[TCR型SVC技術(shù)特點]1.動態(tài)相應(yīng)時間快,實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)。采用基于DSP的全數(shù)字化控制,動態(tài)相應(yīng)時間小于10ms.2.運(yùn)行可靠,保護(hù)措施齊全,維護(hù)量小。系統(tǒng)信息傳遞采用光纜傳遞,光電方式轉(zhuǎn)換,抗干擾能力好。3.控制靈活,調(diào)節(jié)方式多樣。可按無功電壓或無功功率投切,可手動/自動轉(zhuǎn)換,分相投切。4.采用封閉純水冷卻系統(tǒng),冷卻效率高,運(yùn)行可靠。5.可以實現(xiàn)電能質(zhì)量根本優(yōu)化。裝置投運(yùn)后功率因數(shù)可達(dá)0.95以上,消除電壓波動及閃變,三相平衡符合國際標(biāo)準(zhǔn)。SVC工作原理TCR+FC型SVC全稱如下：SVC的調(diào)節(jié)器自動跟蹤負(fù)荷〔具有嚴(yán)重沖擊無功功率的工作狀態(tài),發(fā)出與沖擊負(fù)荷相關(guān)的TCR晶閘閥的觸發(fā)脈沖。通過光電轉(zhuǎn)換及高壓光纜的傳遞,使觸發(fā)脈沖觸發(fā)各晶閘管。不同的觸發(fā)角,改變了TCR主抗器的電流量,從而改變了TCR回路的感性無功率量。通過TCR回路的感性無功功率的跟隨作用,使用戶流入電網(wǎng)的無功功率趨于零〔或一定值見圖1、2、3。由于晶閘管閥及電子設(shè)備的動態(tài)響應(yīng)很快,即實現(xiàn)了動態(tài)補(bǔ)償?shù)墓δ?。依靠FC回路的作用,濾除諧波電流,見圖4。通過調(diào)節(jié)器的檢測,運(yùn)算和調(diào)節(jié)作用使SVC平衡負(fù)荷的不對稱有功負(fù)荷,抑制電網(wǎng)的負(fù)序分量。圖1：TCR+FC型SVC主回路接線圖圖2：TCR電流及觸發(fā)角關(guān)系圖a.TCR等效回路b.TCR電流及觸發(fā)器圖3：動態(tài)無功補(bǔ)償原理負(fù)載工作在不同的狀態(tài)所產(chǎn)生的無功功率也是不同的,例如當(dāng)負(fù)載起動時,所消耗的無功功率很大,功率因素很低,補(bǔ)償器無功功率QLS降為0,此時容性無功功率QC全部用于補(bǔ)償負(fù)載無功功率QL。當(dāng)負(fù)載進(jìn)入等速運(yùn)行階段后,所需的無功功率減小,電容器會產(chǎn)生過補(bǔ)償,TCR的控制器提供一部分感性無功功率QLS,以補(bǔ)償容性無功功率的多余部分。當(dāng)負(fù)載停止時,補(bǔ)償器全部容量投入,用于補(bǔ)償過剩的容性無功功率QC?？刂破鞲行詿o功功率QLS對負(fù)載的感性無功功率QL和電容器組的容性無功功率QC起平衡作用,以使系統(tǒng)電壓及功率因數(shù)保持為恒定值。圖4：FC兼濾波器與電網(wǎng)等效筒圖及工作原理圖5：無功補(bǔ)償和有功平衡原理

A-a1.2相有功過多引起的電壓三角形變動〔虛線三角形B-b1.2相有功過多引起的電壓三角形變動〔虛線三角形TCR+FC總框圖調(diào)節(jié)器原理圖SVC裝置設(shè)備構(gòu)成介紹1.TCR晶閘管閥及純水機(jī)晶閘管疊裝壓接式、純水冷卻、取能、阻尼、空氣絕緣,BOD保護(hù)。由并聯(lián)晶閘管多個串聯(lián)組成,其過電壓保護(hù)采用國際上先進(jìn)的BOD器件,它與其他電子器件一起構(gòu)成晶閘管二次觸發(fā)回路,使晶閘管免受過電壓沖擊而損壞。選用世界名牌ABB產(chǎn)優(yōu)質(zhì)晶閘管電氣特性優(yōu)良,也可根據(jù)用戶要求選用國產(chǎn)晶閘管。光電轉(zhuǎn)換,自動完成各高電位電子單元循檢,高壓光纜傳遞信號。純水機(jī)提供高純水作為TCR閥的冷卻介質(zhì)?！菜凰图八伙L(fēng)型2.主電抗器空心、干式、鋁線環(huán)氧固化型,線性度高,噪音小,動熱穩(wěn)定性好,損耗小,絕緣強(qiáng)度高,散熱好。相當(dāng)于一個可控的感性負(fù)載,通過電子調(diào)節(jié)器和反并聯(lián)連接的可控硅閥的相位控制,改變補(bǔ)償電抗器的電流大小,從而達(dá)到動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?.TCR閥的觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)脈沖編碼,光發(fā)送,光接收,微機(jī)實時監(jiān)控TCR晶閘管運(yùn)行狀況。TCR閥是高壓電力電子設(shè)備,它必須解決弱電觸發(fā)系統(tǒng)與強(qiáng)電高壓系統(tǒng)的電位隔離問題。我們采用ABB及西門子公司的光電轉(zhuǎn)換技術(shù),使這一難題得到解決；同時也解決了高壓晶管閥工作時的檢測問題,它能在低壓側(cè)直接運(yùn)算顯示、報警、跳閘。4.調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器是晶閘管開關(guān)的控制系統(tǒng),采用西門子或我公司的全數(shù)字控制系統(tǒng)〔ＡＢＢ公司技術(shù),通過測量、比較、放大、移相觸發(fā)環(huán)節(jié),按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生晶閘管開關(guān)所需要的觸發(fā)脈沖,控制其觸發(fā)角大小,調(diào)節(jié)補(bǔ)充電控器的電流,達(dá)到所要求的無功功率。矢量運(yùn)算、邏輯判別、鎖頻、鎖相、線性化處理,有源濾波、數(shù)字觸發(fā)、運(yùn)算快,響應(yīng)時間5-10ms,觸發(fā)精度≤1個電角度。程序控制及繼電保護(hù):用DSP實現(xiàn)SVC程序投切及繼電保護(hù),用工控計算機(jī)實現(xiàn)SVC自動化管理體。5.濾波電容器組金屬全膜帶熔絲電容器、外設(shè)外迷人絲、CT、ZNO、放電線圈、構(gòu)架等SVC高壓動態(tài)補(bǔ)償裝置應(yīng)用舉例[電弧爐]電弧爐作為非線性及無規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng),將會對電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響,其中主要問題是：導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡,產(chǎn)生負(fù)序電流產(chǎn)生高次諧波,其中普遍存在如2、4偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況,使電壓畸變更為復(fù)雜化存在嚴(yán)重的電壓閃變,功率因數(shù)低。徹底解決上述問題的唯一方法是用戶必須安裝具有快速響應(yīng)速度的動態(tài)無功補(bǔ)償器〔SVC。三伊公司生產(chǎn)的SVC系統(tǒng)響應(yīng)時間小于10ms,完全可以滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求,向電弧爐快速提供無功電流并且穩(wěn)定母線電網(wǎng)電壓,增加冶金有功功率的輸出,提高生產(chǎn)效率,并且最大限度的降低閃變的影響,SVC具有的分相補(bǔ)償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡,濾波裝置可以消除有害的高次諧波并通過向系統(tǒng)提供容性無功來提高功率因數(shù)。[軋機(jī)及其他大型電機(jī)對稱負(fù)載]引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動,嚴(yán)重時使電氣設(shè)備不能正常工作,降低了生產(chǎn)效率使功率因數(shù)降低

負(fù)載的傳動裝置中會產(chǎn)生有害高次諧波,主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻,會使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生嚴(yán)重畸變安裝SVC系統(tǒng)可以完美的解決上述問題,保持母線電壓平穩(wěn),無諧波干擾,功率因數(shù)接近1。[城市二級變電站〔66kv/10kv]在區(qū)域電網(wǎng)中,一般采用分級投切電容器組的方式來補(bǔ)償系統(tǒng)無功,改善功率因數(shù),這種方式只能向系統(tǒng)提供容性無功,并且不能隨負(fù)載變化而實現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié),在保證母線功率因數(shù)的同時,容易造成向系統(tǒng)倒送無功,抬高母線電壓,危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。SVC系統(tǒng)可以快速精確的進(jìn)行容性及感性無功補(bǔ)償,使SVC在穩(wěn)定母線電壓、提高功率因數(shù)的同時,徹底、方便地解決了無功倒送的問題。并且,安裝新的SVC系統(tǒng)時,可以充分利用原有的固定電容器組,只需增加晶閘管相控電抗器〔TCR部分即可,用最少的投資取得最佳的效果,成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效方法。[遠(yuǎn)距離電力傳輸]全球電力目前正在趨向于大功率電網(wǎng),長距離輸電,高能量消耗,同時也迫使輸配電系統(tǒng)不得不更加有效,SVC可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能,這已在世界圍得到了廣泛的證明,即當(dāng)在不同的電網(wǎng)條件下,為保證一個平衡的電壓時,可以在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上安裝SVC系統(tǒng),以達(dá)到如下目的：1.穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓2.減少傳輸損耗3.增加傳輸能力,使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率4.提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限5.