FC+TCR靜止型動態(tài)
無功補償及諧波濾波裝置
(SVC)
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隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)的進步,電力網(wǎng)負(fù)荷急劇增大,,特別是如軋機,、電弧爐等非線性負(fù)荷的不斷增加,加上電力電子技術(shù)的普遍應(yīng)用,,嚴(yán)重的無功沖擊使電網(wǎng)功率因數(shù)降低,,產(chǎn)生高次諧波,使得電力網(wǎng)發(fā)生了電壓波形畸變,、電壓波動,、閃變和三相不平衡、功率因數(shù)低,、高次諧波含量超標(biāo)等危害,,造成了電能質(zhì)量降低、網(wǎng)絡(luò)損耗增加等不良影響,。因此解決好電網(wǎng)的無功功率因數(shù)補償和諧波濾波問題,,對于提高電能質(zhì)量、安全運行,、降低損耗,、節(jié)能、充分利用電氣設(shè)備的出力等具有重要的意義,。 北京金自天正智能控制股份有限公司,,前身為國家冶金工業(yè)部自動化研究院,技術(shù)基礎(chǔ)雄厚,,在70年代起就從事無功補償與諧波濾波的研究,,在國內(nèi)一直處于技術(shù)領(lǐng)先。特別是近年來在動態(tài)無功補償與諧波濾波方面取得了多項技術(shù)專利和科研成果,。目前具有中,、高壓動態(tài)和靜態(tài)無功補償與諧波濾波裝置的設(shè)計與制造能力,,現(xiàn)已形成系列化產(chǎn)品,并廣泛應(yīng)用于冶金企業(yè)等各行業(yè)當(dāng)中,。
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1.SVC原理
靜止型無功補償裝置——簡稱SVC(Static Var Compensator)近年來得到了很大的發(fā)展,,已被廣泛用于輸電系統(tǒng)波阻抗補償及長距離輸電的分段補償,也大量用于輸配電系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)的無功補償,,其典型代表是固定電容器+晶閘管控制電抗器——FC+TCR(Fixed Capacitor+Thyristor Controlled Reactor)型,。靜止型無功補償裝置的重要特性是它能連續(xù)調(diào)節(jié)補償裝置的無功功率,,這種連續(xù)調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié)TCR中晶閘管的觸發(fā)延遲角α得以實現(xiàn)的,。由于具有連續(xù)調(diào)節(jié)的性能且響應(yīng)迅速,因此SVC可以對無功功率進行動態(tài)補償,,使補償點的電壓接近維持不變,。如將FC作成多回路濾波器,既可以補償無功功率,,又可以實現(xiàn)諧波濾波,。因此,SVC在冶金行業(yè)應(yīng)用比較多的場合是電弧爐和軋鋼供電系統(tǒng),,因其有效的抑制了負(fù)載的沖擊對電網(wǎng)的影響,,大大改善了電網(wǎng)質(zhì)量,降低能耗,,是目前首選的補償方法之一,。
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2.FC+TCR構(gòu)成 FC+TCR裝置由三部分構(gòu)成(見原理圖):FC濾波器、TCR相控電抗器和控制保護系統(tǒng),。(1)FC濾波器用于無功補償及諧波濾波,,該濾波器應(yīng)完成以下兩個任務(wù):提供系統(tǒng)所需要的容性無功功率、濾除負(fù)載及TCR系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的諧波,。(2)TCR相控電抗器用于平衡系統(tǒng)中由于負(fù)載的波動所產(chǎn)生的感性無功功率,,該相控電抗器應(yīng)完成以下兩個任務(wù):提供系統(tǒng)所需要的感性無功功率、穩(wěn)定負(fù)載沖擊所產(chǎn)生的電壓波動,。(3)控制保護系統(tǒng)包括兩個方面:一方面為整個系統(tǒng)的保護,,另一方面為相控電抗器的控制。
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FC+TCR補償原理圖 |
TCR的基本結(jié)構(gòu)就是兩個晶閘管閥串與電抗器串聯(lián),,采用三角形連接,,與電網(wǎng)連接,通過控制晶閘管閥串的相位控制角來控制無功功率大小,,實現(xiàn)了調(diào)節(jié)無功功率的目的,。當(dāng)負(fù)載為空載或輕載時,由TCR所產(chǎn)生的感性無功功率抵消FC的容性無功功率,,最終使得電網(wǎng)的功率因數(shù)保持在設(shè)定值如0.95以上,。 FC濾波器是在并聯(lián)電容器上串聯(lián)濾波電抗器構(gòu)成的,,根據(jù)負(fù)載諧波含量的不同組成若干組不同的LC濾波回路。FC濾波器主要濾除負(fù)載的所產(chǎn)生的諧波,,其特征諧波為5次,、7次、11次,、13次等,。采用幾組濾波回路根據(jù)負(fù)載及諧波的具體情況而定。 下圖為TCR晶閘管控制電抗器的原理和電流波形圖,,Th1,、Th2為兩個反并聯(lián)的晶閘管閥串,分別在電源電壓的正負(fù)半波內(nèi)導(dǎo)通,,控制角α在90º~180º范圍內(nèi)調(diào)節(jié),。90º時吸收的感性無功最大,180º時吸收的感性無功最小,。由于電抗器是純感性負(fù)荷,,因此電流滯后電壓90º。
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TCR接線原理和電流波形圖
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TCR由晶閘管相控閥與電抗器串聯(lián)構(gòu)成,,一般采用三角形連接,。在工程實際中當(dāng)容量較大時將電抗器分為等容量的兩部分,串接在晶閘管相控閥的兩側(cè),,如下圖所示,。
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TCR三相接線圖 |
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1.簡介 AriSVC系列TCR動態(tài)無功補償及諧波濾波裝置是一種利用晶閘管閥作為相控元件的快速動態(tài)無功補償裝置,適用于電力,、冶金,、化工、交通等行業(yè)中沖擊性三相平衡或三相不平衡負(fù)載的場合,,對于電網(wǎng)進行無功功率的實時監(jiān)測和動態(tài)功率因數(shù)補償及諧波濾波,。裝置由兩大部分組成,即用于無功補償及諧波濾波的無源濾波器(簡稱FC)和用于平衡感性負(fù)載的相控電抗器(簡稱TCR),。補償方式為跟隨負(fù)載的變化自動快速連續(xù)調(diào)節(jié)補償量,,使功率因數(shù)保持在設(shè)定值(如0.95)以上。
2.裝置的使用條件
額定電壓: |
6kV,、10kV,、35kV |
容量范圍: |
10~100MVar |
安裝形式: |
戶外安裝(相控閥、控制系統(tǒng)戶內(nèi)安裝) |
結(jié)構(gòu)形式: |
框架式結(jié)構(gòu) |
環(huán)境溫度: |
-30℃~+50℃ |
相對濕度: |
<85% |
海拔高度: |
<1000m |
3.裝置的主要功能及特點
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系統(tǒng)由供電部分,、TCR相控電抗器部分,、TCR冷卻部分、TCR相控部分,、FC濾波補償部分,、繼電保護部分等構(gòu)成,。 1.供電部分
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2.TCR相控電抗器部分
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TCR主電抗器 吸收無功功率 穩(wěn)定電網(wǎng)電壓
TCR相控電抗器部分(大容量)
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TCR相控電抗器部分(中小容量)
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TCR相控電抗器部分(中小容量)
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