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变电站10kV动态无功补偿装置的研究

 发布时间:2019-07-29 08:07:59    作者:无功补偿厂家    来源:www.00000016.com    浏览量:151

电力体系中的冲击性负荷会对电网构成的电压动摇、电压闪变及谐波等电能质量问题,可控硅动态无功补偿设备SVC运用晶闸管可控硅的开关原理,瞬时地改动无功功率,用以补偿或吸收负载所需的无功。低压动态无功补偿设备国内研讨已经较为广泛,但10kV的动态无功补偿设备现在研讨较少。本文将FC+TCR 型的电容-电感型动态无功补偿设备用于 10kv 的动态无功补偿。在电力体系冲击型负荷较大的趋势下,可控硅动态无功补偿设备能够改进对10kV母线电压的影响状况。  

1 导言  

随着我国现代化建设的开展,对电力的需求日益添加,近年来,我国电网正朝着大容量、高电压的方向开展,从单一的当地小电网逐渐开展成为大区域联网的体系,取得了巨大的经济优势。一起,大容量、大规模电力体系所面对的问题也日益突出,电力体系安稳性一旦遭到损坏,必将构成巨大的经济损失和灾难性的结果[1-2]。电力体系的各节点无功功率平衡决定了该节点的电压水平,因为当今电力体系的用户中存在着很多无功功率频繁改动的设备;如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等。一起用户中又有很多的对体系电压安稳性有较高要求的精细设备:如核算机、医用设备等。因此迫切需求对体系的无功功率进行补偿。  

在实践应用中,依据负荷改动的需求,电容器分组投入或切除,即运用开关设备如接触器分级地调理无功功率。其间10kV无功补偿设备现在首要选用整组投入,此种方法运用中不灵活,损耗大[3-4]。因此,开发动态的无功补偿设备必将成为此领域的开展趋势。可控硅动态无功补偿设备 SVC(Static Var Compensator)运用晶闸管可控硅的开关原理,瞬时地改动无功功率,用以补偿或吸收负载所需的无功。它的zui大特点是能够接连地调理无功功率的输出,到达无冲击补偿。因为能完成无冲击补偿,可控硅动态无功补偿设备能防止一般电容器投切时所引起的体系谐振,进步电能质量[5-6]。低压动态无功补偿设备在国内已有多个厂家开发成功并运用于出产,但10kV的动态无功补偿设备在国内尚未有成功运转案例。  

现在,10kV无功补偿设备均选用整组投入或切出,不能灵活调理。本文研讨了选用FC+TCR 型无功补偿设备进行安稳电压,防止了电力体系冲击型负荷对电能质量的影响。  

2 SVC无功补偿的基本原理  

SVC指运用晶闸管的停止型动态无功补偿设备,SVC 的补偿原理是经过操控晶闸管触发角,改动接入体系中的 SVC等效电纳的巨细,从而使SVC 到达调理无功功率的意图。选用晶闸管操控的停止无功补偿设备依据晶闸管操控对象首要能够分为晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管操控电抗器(TCR),以及混合式(TCR+TSC)等类型。  

SVC的补偿原理是经过操控晶闸管触发角,改动接入体系中的SVC等效电纳的巨细,从而使SVC到达动态调理无功功率的意图。TCR晶闸管操控电抗器的电流波形和接线图如图1所示。Th1、Th2为两个反并联的晶闸管,分别在电源电压波的两个半周内导通,操控触发角α在90°~180°范围内调理。  

90°时发生的理性无功zui大,180°时发生的理性无功为零。因为电抗器是纯理性负荷,因此电流滞后电压90°,发生了理性无功。TCR相控电抗器由晶闸管的阀串和电抗器串联构成,三相接线形式大都选用三角形连接。另外工程实践中当容量较大时将电抗器分为等容量的两部分,串接在晶闸管阀串的两端,这样可使得晶闸管在电抗器损坏时得到额定的维护。  

因为独自的TCR只能吸收理性的无功功率,因此往往与并联电容器合作运用,使得总的无功功率为与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率,因而能够将补偿器的整体无功电流偏置到可吸收容性无功的范围内。在 FC+TCR 中,电容器容量为负载所需求的无功总容量,而电感为可变电感。  

当晶闸管全导通时,电感支路相当于一个纯电感,耗费zui大无功功率。SVC体系输出zui小无功功率。此时晶闸管的导通角为零。假如增大导通角,电感支路的电流就减小,此时电流出现间断性。当电感支路为完全断开,电感支路吸收零无功,SVC补偿体系输出zui大无功功率。这样,经过改动晶闸管的导通角就能够接连调理无功功率。  

3 电容-电感型动态无功补偿设备  

3.1 基本原理介绍  

电容-电感型动态无功补偿设备的操控基本原理如图3 所示。包括四个部分:  

1)TCR 基波电流参阅值核算;即依据设备的无功电流(或功率)需求,核算其间的TCR基波电流(或功率或电抗)参阅值,假如设备的参阅输入为无功电流需求,实时测得 FC 支路的电流有用值,则 TCR 支路电流的参阅值即为前者减去后者。  

2)触发推迟角核算,即依据TCR 的无功电流或电抗的参阅值变换得到晶闸管的触发推迟角。  

3)同步守时,即向脉冲操控供给同步用的基准信号,它与输入交流电压频率相同、有固定的相位关系,操控器依据该基准信号发生晶闸管触发脉冲。  

4)晶闸管触发脉冲发生,即依据“触发推迟角核算”模块发生的触发推迟角,构成晶闸管门极触发脉冲,在适当时间导通晶闸管,使 TCR 支路工作。  

电容-电感型动态无功补偿设备一次部分首要由电容器、电抗器、晶闸管、空开、接触器等组成;二次部分首要由数据收集板(DAS)、数据处理板(DSP)、电源模块、驱动模块等组成。晶闸管的作用首要操控电抗器的输出电流。设备发动后,先收集体系的电压量、电流量、接触器方位,核算出体系的功率因数。依据实践功率因数给出操控信号,由驱动模块驱动晶闸管,使晶闸管保持相应的导通角,从而操控整套设备的无功输出,使体系的功率因数满意要求。  

3.2 补偿容量确认  

FC和TCR容量的选择首要是依据10kV母线负荷的实测数据状况和主变的功率损耗,按照负荷在主变容量的40%~85%范围内改动时,功率因数保持在0.97~0.99的规划方针进行核算。  

3.3 操控与维护体系  

1)操控渠道选择  

操控器选用西门子数控体系。此体系是西门子公司出产的通用操控体系,可*性高,应用较为广泛。  

2)操控策略  

以安稳10 kV母线无功为首要意图,并对电压动摇进行批改,选用闭环操控。经过PT检测母线电压,CT检测母线电流,经过操控器核算体系此时的无功功率值,再依据检测到的母线电压,核算在限定的电压范围内补偿所需的无功功率。经过对晶闸管注册视点的调理,满意安稳体系无功的首要意图。选用闭环操控能够完成快速响应和精确调理,使SVC到达zui优的补偿作用。  

3)TCR晶闸管触发操控  

触发信号体系选用光纤传输,以有用防止电磁搅扰,确保触发信号的可*传输,触发体系选用脉冲变压器技术。  

4)维护体系  

TCR体系的维护由西门子数控体系来完成,首要包括阀串状况的监测、过电流维护、过电压维护、欠电压维护、三相不平衡维护、电流速断维护等。  

FC体系的继电维护由维护柜来完成,该维护体系以PLC为中心操控器,其特点为速度快、安全可*,减少了机械式继电维护设备的维护量。  

FC体系的维护有过电流、过电压、欠电压、电容器三相不平衡维护和接地维护。考虑到变电站将来实行无人值守,在SVC体系和变电站归纳自动化体系间添加了通讯接口,以完成SVC的远动操控。  

4 定论  

本文研讨了电容-电感型动态无功补偿设备的基本原理,给出了补偿容量的确认方法,介绍了操控与维护体系的组成。  

10kV动态无功补偿设备投运以来,产品运转安稳,按捺了因为冲击性负荷引起的电压动摇和电压闪变,补偿作用显着优于传统的固定电容器补偿,为SVC体系在变电站的推行运用积累了规划和运转经验。 

保定市北电电气科技有限公司从事电力系统研发、生产、和销售。主要产品有无功补偿设备,无功补偿模块,高低压无功补偿,谐波治理设备,滤波补偿装置,柱上无功补偿等。是专业的智能无功补偿厂家,想要订购10kv无功补偿或者中频炉谐波治理的,价格优惠,欢迎来电咨询。