SVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用.doc

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1、SVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用張海燕摘要：本文通過(guò)對(duì)軋鋼廠生產(chǎn)線正常生產(chǎn)時(shí)，其設(shè)備的無(wú)功損耗以及對(duì)電網(wǎng)的高次諧波影響進(jìn)行分析，并敘述了10KV-34MVar-SVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。關(guān)鍵詞：無(wú)功功率補(bǔ)償；諧波抑制；SVC靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置；TCR相控電抗器；FC濾波器一、前言無(wú)功補(bǔ)償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無(wú)功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。而無(wú)功功率指的是交流電路中，電壓U與電流I存在相位差時(shí)，所形成的功率分量，根

2、據(jù)負(fù)載特性的不同，又有感性無(wú)功與容性無(wú)功之分。而大型軋鋼廠礦是以感性負(fù)載為主，生產(chǎn)時(shí)感性無(wú)功沖擊較大?，F(xiàn)在以某生產(chǎn)線為例，其用電設(shè)備總裝機(jī)容量約為54.4MW；其中大型傳動(dòng)為交—交變頻系統(tǒng)，裝機(jī)容量約為17.5MW；部分輔傳動(dòng)為交—直—交變頻系統(tǒng)，裝機(jī)容量約為19.7MW；其余的設(shè)備為恒速傳動(dòng)設(shè)備，裝機(jī)容量約為17.2MW?，F(xiàn)代電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷大量的使用，產(chǎn)生的無(wú)功沖擊將引起電網(wǎng)電壓閃變、波動(dòng)以及產(chǎn)生大量高次諧波電流，嚴(yán)重污染電網(wǎng)環(huán)境。該生產(chǎn)線平均有功功率為30.39MW、平均無(wú)功功率為33.84

3、MVAR，平均功率因數(shù)僅為0.67；而且這套設(shè)備所供電力電子元器件，其無(wú)功沖擊較大；同時(shí)，注入電網(wǎng)的諧波電流超標(biāo)。高次諧波電流將對(duì)各種電氣設(shè)備，繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置、計(jì)算機(jī)、測(cè)量和計(jì)量?jī)x器以及通訊系統(tǒng)均有不利的影響；它將惡化電能質(zhì)量，降低電網(wǎng)可靠性，增加電網(wǎng)損失，縮短電氣設(shè)備的使用壽命。因此，對(duì)這條生產(chǎn)線進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理具有深遠(yuǎn)意義。二、無(wú)功損耗及諧波分析1、無(wú)功損耗分析該軋鋼廠生產(chǎn)線建設(shè)的10KV開關(guān)站，系統(tǒng)采用單母線分段接線，分段開關(guān)正常時(shí)斷開運(yùn)行，以10KV電壓等級(jí)向軋線的主、輔傳動(dòng)及功輔設(shè)

4、施的用電設(shè)備供電；其中變頻傳動(dòng)設(shè)備全部由10KVⅠ段母線供電；其余的負(fù)荷由10KVⅠ、Ⅱ段母線分別供電。其主、輔傳動(dòng)的負(fù)荷與電壓波動(dòng)值見下表：項(xiàng)目平均有功功率(MW)平均無(wú)功功率(Mvar)最大有功功率(MW)最大無(wú)功功率(Mvar)母線電壓波動(dòng)(%)10KVⅠ段母線大型傳動(dòng)12.2512.5017.8020.176%(允許值為2%)變頻輔傳動(dòng)12.7616.2812.7616.28恒速輔傳動(dòng)3.963.493.963.49合計(jì)28.9732.2728.9732.27Px0.9,Qx0.9326.0730

5、.0126.0730.0110KVⅡ段母線恒速輔傳動(dòng)4.794.124.794.120%Px0.9,Qx0.934.313.834.313.83總計(jì)30.3933.8435.9441.516%表1：負(fù)荷和電壓波動(dòng)值上表中的計(jì)算為平均功率，而大型傳動(dòng)為沖擊性負(fù)荷，根據(jù)其軋制品種、鋼質(zhì)、道次及軋制溫度的不同，有功和無(wú)功功率也不同；并且最大無(wú)功應(yīng)在咬鋼加速段，隨著軋制速度升高，有功增大，無(wú)功減小。因此，最大無(wú)功應(yīng)為上述無(wú)功的1.3倍，即Qmax=26226Kvar。2、高次諧波分析根據(jù)生產(chǎn)線主輔傳動(dòng)設(shè)備的情況分

6、析，其諧波電流的產(chǎn)生主要來(lái)自以下幾個(gè)方面：2.1、大型傳動(dòng)交—交變頻產(chǎn)生的諧波電流以軋機(jī)最大的情況為依據(jù)，取其最大道次諧波電流疊加計(jì)算得主傳動(dòng)諧波電流如下表：諧波次數(shù)57111317192325諧波電流A134.339.7532.5222.5418.306.966.555.4表2：大型傳動(dòng)產(chǎn)生的最大諧波電流值2.2、輔傳動(dòng)交—直—交變頻產(chǎn)生的諧波電流綜合計(jì)算輔傳動(dòng)產(chǎn)生的諧波電流如下表：諧波次數(shù)57111317192325諧波電流A71.6551.3581.2164.4914.339.5513.149.55

7、表3：輔傳動(dòng)產(chǎn)生的諧波電流值2.3、背景諧波電流因背景諧波比較復(fù)雜，主要是在濾波器設(shè)計(jì)中考慮一定的余量。綜合以上各諧波電流源的計(jì)算，可得10KV母線諧波電流最大發(fā)生量如下表：諧波次數(shù)57111317192325諧波電流A152.2264.9487.4868.3215.9323.2414.6810.97表4：10KV母線諧波電流最大值通過(guò)以上對(duì)生產(chǎn)線無(wú)功損耗以及諧波電流的分析，確定其無(wú)功補(bǔ)償容量為34Mvar，并設(shè)置3、5、7、11、13次五個(gè)濾波通道，設(shè)置3次濾波器是考慮整流設(shè)備觸發(fā)的不均勻及不對(duì)稱會(huì)產(chǎn)生

8、較大的3次諧波。三、無(wú)功補(bǔ)償方式的確定隨著電力電子控制技術(shù)和晶閘管控制技術(shù)的逐步成熟，用于無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ踩找嬖龆?，且補(bǔ)償效果也越來(lái)越明顯，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也是巨大的。當(dāng)然，不同的補(bǔ)償方式有其不同的特點(diǎn)，適用范圍也不同。選擇無(wú)功補(bǔ)償方式要針對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的負(fù)荷特性及補(bǔ)償要求綜合考慮，不僅要考慮補(bǔ)償后的效果，而且還要兼顧無(wú)功補(bǔ)償裝置的經(jīng)濟(jì)性。下面介紹幾種常用的無(wú)功補(bǔ)償方式。1、并聯(lián)電容器在各種無(wú)功功率補(bǔ)償方法中，并聯(lián)電容