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ZRSVC高压静止型动态滤波无功补偿成套装置
ZRSVC高压静止型动态滤波无功补偿成套装置
所属分类:谐波治理装置

产品介绍

  SVC简介

(1)一般电力系统用户负荷吸收有功功率PL和无功功率QL

   

电源提供有功功率PS和无功功率QS(可能感性无功,也可能是容性无功),忽略变压器和线路损耗,则有PS=PL,QS=QL。没有无功吸收部分的电网存在以下几个问题:

1)电网从远端传送无功;

2)负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量。

因此,电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功补偿,以提高电力系统的带载能力,净化电网,提高电网电能质量。

   (2) SVC成套系统原理图

FC回路兼顾滤波及提供固定的容性无功功率FC,MCR回路则调节磁控电抗器的晶闸管控制角,改变磁控电抗器铁心的磁导率,使磁控电抗器的电抗值连续可调,从而改变相控电抗器输出的感性无功MCR。

     MCR部分的感性无功与FC容性无功相抵消,只要能做到系统无功:

Q=Qlod (负载所需)+Qsvc≈0或常数,

则能实现维持母线电压不变或在一个事先设定的范围。由于SVC的动态响应速度非常快,响应时间100毫秒,即实现了无功功率的实时动态补偿。同时SVC具有分相调节功能,使三相不平衡负载得以平抑制。

针对静止型动态无功补偿项目要求,供方提出单母线运行, 10kV母线上装一套采用ZRMCR+ZRTBBL型的高压动态滤波无功补偿成套设备(SVC),能同时解决系统无功补偿仰制5次,7次以上谐波,5次滤波支路设计安装容量900 kVar,7次滤波支路设计安装容量900 kVar,另配磁控电抗器容量1000kVar,可实现系统无功动态基波补偿容量0~1000kVar连续可调,功率因数维持在0.95以上。能够有效的对系统的无功量进行跟踪补偿,做到无级调节,稳定电压。

无功补偿项目的方案进行设计,并提供此技术方案。可提供无功补偿项目的全部设计、制造、工厂试验、包装、运输、保管、指导现场安装调试和试验、技术培训、试运行的指导工作,以及质量保证期间及其后的服务等。

2.2.工程概况

2.2.1情况概述

变压器容量ZHSZK-2100/10.5,电压等级10kV。

2.2.2 环境条件

海拔高度:不超过1500米

最大月平均相对湿度:95%

最高环境温度:+45°

最低环境温度:-25°

最热月24h平均最高温度:+30°

污染:IP30

安装地点无爆炸危险介质,周围介质中不含破坏绝缘性能的气体及导电介质,不允许充满水蒸汽及有严重的霉菌存在,使用地点不应有较强烈的外磁感应强度。

2.2.3方案整体规划

在10kV母线上装一套采用ZRMCR+ZRTBBL型的高压动态滤波无功补偿成套设备(SVC),能同时解决系统无功补偿,能够有效的对系统的无功量进行跟踪补偿,做到无级调节,稳定电压。

2.2.4补偿容量

根据要求:高压动态滤波无功自动补偿成套设备(SVC)设备基波补偿容量为:

QC1=1262Mvar

各滤波器支路设置综合考虑可以发出的基波容量,采取最优化配置。在各滤波器支路基波容量和谐波源谐波电流确定的前提下,要计算滤波器其它参数,首先必须确定滤波电容器的额定电压。滤波电容器的额定电压受以下几方面的影响:

l        母线电压水平;

l        谐波电流加在电容器两端的谐波残压;

l        串联电抗器后电容器两端电压的升高;

l        电压波动使电容器两端电压的升高。

按照要求:5次单调谐滤波支路电容器额定电压取7kV、7次单调谐滤波支路电容器额定电压取7kV。

利用输出容量和安装容量的关系,设备安装容量可有以下公式得到:

式中  —安装容量(kvar)

—输出容量(kvar)

—系统标称电压(kV)

—补偿电容器组耐压限值(kV)

2.2.5参数的选择

按照招标文件要求,高压动态滤波无功补偿成套设备(SVC)各个部分参数如下:

l     MCR部分:

额定容量:     1 Mvar

额定电压:     10.5kV

最高工作电压: 12kV

额定频率:     50Hz

l     5次滤波电容器支路:

电容器参数的选择

  型号规格:          AFM

额定电压:         7kV

额定容量:         300 kvar

数量:             3只

l     7次滤波电容器支路:

电容器参数的选择

  型号规格:          AFM

额定电压:         7kV

额定容量:         300 kvar

数量:             3只

5次空芯滤波电抗器参数的选择:

  型号规格:          LKGKL

  额定电流:          44.32A

额定电感:          20.8mH

7次空芯滤波电抗器参数的选择:

  型号规格:          LKGKL

  额定电流:          40.7A

额定电感:          10.61mH

2.2.6 系统主接线图

 

2.3.ZRSVC装置的特点

2.3.1 概述1 ZRMCR主控制单元

控制系统采用微电子全数字芯片控制系统,实时监测系统电能质量数据,并通过高速计算,动态精密响应补偿系统需求的无功。应用先进的交流电波分析技术,能够在强干扰、强谐波等恶劣环境下,保证参数设定的正确性及工作的稳定性。具有 RS485、232远程通讯功能,液晶显示屏,操作简捷,处处为用户考虑,功能完备:监测、控制、数据备份、查阅、数据的转存并适用于常用处理软件的分析和利用,可实时分析该补偿装置系统的电流、电压、有功、无功、电抗器电流;具有过压,欠压保护,过流保护,采样电压掉线保护,外部接入故障保护、本体故障保护、电压越上下限报警、三相电流不平衡报警等保护。

1.2 磁控电抗器

磁控电抗器(MCR)是一种全新的无功补偿设备,含有晶闸管和二极管等电子元件及相应的控制系统,属于电力电子智能产品。MCR的渊源来自磁放大器以及传统的饱和电抗器,但是由于他们的响应速度慢、损耗大、噪音大、谐波大等缺点,长期以来没有得到广泛的应用,“磁阀”概念的提出,大大改善了饱和电抗器在损耗、噪音以及谐波等方面的性能,为饱和电抗器性能上的突破奠定了基础,而控制技术与电力电子在饱和电抗器中的创新应用,更是根本上改变了传统饱和电抗器响应速度慢和控制困难的缺点。

图2给出了MCR的原理示意图。

图2、MCR的原理示意图

从图中可以看出,MCR由一个四柱铁心和绕组组成,中间两个铁心柱为工作铁心,Nk为控制绕组,N为工作绕组。由于可控硅接于控制绕组上,其电压很低,约为系统额定电压的1%左右,从而大大提高了运行可靠性。当工作绕组两端接上交流电压时,控制绕组上就会感应出相应的电压,以Nk的匝数为N的1%计,可控硅T1和T2上的电压仅为工作电压的1%,在电压的正半周T1导通,在电压的负半周T2导通,通过控制T1、T2的导通角即可控制直流激磁。导通角越小,ik1和ik2越大,铁心饱和度越高,电抗器的感抗越小。因此,只要控制T1和T2的导通角大小,就可以平滑的调节MCR的容量。从图中,还可以看出MCR具有自耦励磁功能,省去了单独的直流控制源。MCR的另一特点是小截面铁心处于极限饱和状态。而其他铁心则处于不饱和状态,降低了有功损耗(约为额定功率的0.9%),降低了谐波含量(约为TCR的一半左右,通过简单的角接处理,谐波含量可以降至5%以下),噪声也比较小。

MCR主体采用优质硅钢片和漆包线,并采用低温升设计,具有极高的可靠性,可以做到正常使用10年以上,只需定期进行简单的常规检查即可确保设备长期稳定运行,维护工作量极小,维护难度小,维护成本极低。由于主体设备为油浸电抗器,采用室外安装方式,基建工作量非常小,基建投入降到最低。

1.3磁控电抗器执行单元

执行单元由电源变换、励磁通断控制、光电变换隔离单元组成,与电抗器安装连接结构示意图如图3所示,励磁系统工作电压极低,只有几百伏,电力电子元件全部采用进口优质低压元件,所有这些元件都高度成熟可靠,励磁系统自身具有完备的保护系统,可充分保证其运行的可靠与安全,励磁系统与主控制单元采用光信号进行控制和状态传输,保证系统具有很强的抗干扰能力和高度的可靠性。