⑴ 如何设计一台无功补偿装置
按变压器的容量的30%到60%左右吧。这算法比较麻烦。你可以查表。主要要知道大概的功率因数。
⑵ 无功补偿柜设计
功率因数从0.75提高至0.95时需要每KW补偿电容量为0.553千乏,540KW需补偿电容量:540×0.553≈299(千乏)
电容器内选择《力久》牌容:BCMJ-0.45-16-3较为耐用,无功功率自动补偿控制器选用JKGF系列(磁动式表头)作自动跟踪投切。
⑶ 无功补偿与谐波抑制装置的设计
我这有很多实际装置的设计,都是现场运行中的....,但是给你个现成的是不是在误人子弟阿...
⑷ MCR磁控电抗器的SVC动态无功补偿装置的设计,有谁有硕士博士论文提供下
我有啊
MSVC静止型无功补偿装置原理及在煤矿具有自备电场复杂电力系统情况下的应用
摘要:该文介绍了MSVC(MCR型SVC)的基本原理和应用举例,对无功补偿技术与谐波治理的发展方向做了展望和探讨。
关键词:MCR SVC 无功补偿 谐波 电力应用
1.前言
电力系统电压、无功、谐波三大指标对全网经济效益和改善供电质量至关重要。根据电力工业的现状和发展,新型无功补偿装置的研制和应用是我国电网系统解决电能质量的重大关键技术课题。
目前,无功补偿主要装置是电容器、电抗器和少量的动态无功补偿装置,其技术存在明显不足之处:如开关(断路器)投切电容器组的调节方式是离散的,不能取得理想的补偿效果;开关投切电容所造成的涌流和过电压对系统和设备本身都十分有害。
本文主要介绍的磁阀式可控电抗器(MCR)型SVC,具有输出谐波小、结构简单、可靠性高、价格低廉、占地面积小、免维护等显著优点,是高压和超高压电网理想的动态无功补偿、电压调节、谐波治理设备。它由磁阀式可控电抗器、控制器、电容器(C) 或滤波器(FC) 、晶闸管阀柜构成,下面集中对MCR作简介。
图1为MCR 型电压无功自动跟踪补偿装置(SVC)总系统图
2、磁阀式可控电抗器工作原理
无功补偿设备采用直流助磁式可控电抗器,其原理是利用附加直流励磁磁化铁心,改变铁心磁导率,实现电抗值的连续可调,其内部为全静态结构,无运动部件,工作可靠性高。图2为单相可控电抗器的铁心、线圈结构示意图。
图2 单相可控电抗器铁心、线圈示意图
可控电抗器采用小截面铁心和极限磁饱和技术,如图四柱铁心结构,在中间两工作铁心柱上分布着多个小截面段,在电抗器的整个容量调节范围内,仅有小截面段铁心磁路工作在饱和区,而大截面段始终工作于未饱和线性区,其上套有线圈。如图3所示,电抗器中间两工作铁心分别有小截面段,在整个工作过程中,大截面铁心段始终不饱和,仅小截面段饱和,且饱和的程度很高。图4为铁心磁化曲线示意图,曲线中间部分为未饱和线性区,左、右两边为极限饱和线性区。若使电抗器工作在极限饱和线性区,不仅可以减小谐波含量,同时亦能大幅降低铁心磁滞损耗,电抗器铁损控制在理想状态
图3 磁阀式可控电抗器铁心结构
图4铁心磁饱和特性
可控电抗器原理接线图如图5所示。在可控电抗器的工作铁心柱上分别对称地绕有匝数为的两个线圈,其上有抽头比为的抽头,它们之间接有可控硅、,不同铁心的上下两个主绕组交叉连接后并联至电源,续流二极管接在两个线圈的中间。
图5 磁控电抗器原理接线图
当电抗器绕组接至电源电压时, 在可控硅、两端感应出左右电源电压的电压。电源电压正半周触发导通可控硅,形成图6(a)所示的等效电路,其中,在回路中产生直流控制电流和;电源电压负半周期触发导通可控硅,形成图6(b)所示的等效电路,在回路中形成直流控制电流和。一个工频周期轮流导通和,产生的直流控制电流和,使电抗器工作铁心饱和,输出电流增加。可控电抗器输出电流大小取决于晶闸管控制角,越小,产生的控制电流越强,从而电抗器工作铁心磁饱和程度越高,输出电流越大。因此,改变晶闸管控制角,可平滑调节电抗器容量。
(a)导通 (b)导通
图6晶闸管导通等效电路
3.磁阀式可控电抗器特性
3.1谐波特性
磁阀式可控电抗器产生的谐波比相控电抗器(TCR)小50%。如图7所示。可见最大3次谐波电流为额定基波电流的7%左右,5次谐波电流为2.5%左右。
图7可控电抗器谐波电流分布
3.2伏安特性
可控电抗器伏安特性如图8所示,可见,在一定控制导通角下,磁阀式可控电抗器伏安特性近似线性。
图8磁阀式可控电抗器伏安特性
3.3控制特性
可控电抗器控制特性图9所示,图中横坐标为可控硅控制角度,纵坐标为电抗器在额定电压下的基波电流幅值标幺值,基准值为额定基波电流幅值。由图可见,可控电抗器输出电流(容量)随控制角增加而减少。
图9可控电抗器控制特性
3.4响应时间
图10示出可控电抗器从空载到额定或从额定到空载容量的电流过渡过程波形,时间约为0.3秒。例如,额定容量为300MVA的可控电抗器,紧急情况下可在0.3秒内可提供300MVA的无功功率。
图10可控电抗器调节过渡过程波形
4.特点
MCR型SVC的特点
电感平衡部分的结构是由一台磁控电抗器组成,其优缺点大致表现在以下几个方面:
磁控电抗器控制部分的可控硅一般工作在系统额定电压的百分之几的水平上,由于是在控制磁阀的饱和度,所以无需很大的控制功率,晶闸管工作在低电压小电流的工况下,大大提高了系统的稳定运行系数。
磁控电抗器本身就像一台变压器,可以采用不同的冷却方式,在35KV电压等级以下均采用风冷和油冷两种自然冷却方式,所以没有辅助冷却设备,可以为无人值守的变配电系统配套使用。
由于可控硅部分工作在支流运行方式,所以不会产生谐波电压,近乎于TCR型所产生谐波量一半以下的谐波是因为磁化的非线性过程造成的。
磁控电抗器的缺点是反应速度相对较慢,在0.2S左右,与饱和速度成反比。目前正在开发反应速度更快的产品。
磁控电抗器免维护,占地面积小,安装方便。
5.可靠性
这种可控电抗器不需要外接电源,完全由电抗器的内部绕组来实现自动控制;
其控制系统从输电线路进行数据采集,通过控制可控硅晶闸管的导通角进行自动控制,因此可实现连续可调,并且从最小容量到最大容量的过渡时间很短,因此可以真正实现柔性输电;
网侧绕组不需要抽头,所有绕组的联接也很简单,保证了高压或特高压可控电抗器的可靠性;
从产品的运行情况看,俄罗斯500kV及以下等级已大量采用该技术,国内750KV系统也在实际操作中,方案可见是先进、成熟和可靠的。
6.安全性
MCR仅仅需要一只二极管、两只可控硅,磁控电抗器,可控硅不需要串、并联,承受电压只有系统总电压的1%-2%,运行稳定可靠。
可控硅动作,整流控制产生的谐波不流入外交流系统。
即使可控硅或二极管损坏,磁控电抗器也仅相当于一台空载变压器,不影响系统其他装置的运行。
接入三相系统的MCR采用角形连接,并不是将磁控电抗器取代滤波电容中的串联电抗器,因此与电容器不会产生谐振。当MCR容量与电容器容量相等时,发生并联谐振,等效阻抗无穷大,相当于从系统中断开。
7.经济性
采用低电压水平的电子器件(可控硅)控制,就可以实现各个电压级别电压的自动调整,保持电压的稳定;
在相同电压下可提高30%的输电容量;
降低输电线路的损耗;
提高电力系统的稳定性;
在系统的静态和动态情况下均能最大限度地传输功率;
电网中采用这种可控电抗器可取消自耦变压器第三绕组以及相配套的补偿电容器,工程总造价降低。
磁控电抗器结构简单,占地面积小,基础投资大大压缩。
MSVC自身有功损耗低。
8.使用范围
广泛适用于电力无功变化迅速,电压、无功、谐波需控制或综合治理的供用电场所:
电气化铁路:
港口
冶金:
A.工业用电炉和铁合金炉
电炉(铁合金电炉)在工业上用途非常广泛,炼钢、炼铁、炼铁合金都需要很大功率的电炉。电炉的工作特性特殊性,会对电网造成很大的冲击破坏,如造成电网电压波动;电压的闪变;三相严重不平衡;无功功率快速变化;产生大量的高次谐波等。
B.轧钢系统
系统的功率因数都十分的低,一般的补偿装置,但都存在没有动态调整部分的问题,对于这类设备,采用磁控电抗器组成的SVC是十分合适的,咬钢的过程都在数秒的惯性范围内,完全可以适应系统的要求,甩钢后又能及时地由电抗器保持平衡,不会出现过补现象。
C.原料及高炉系统
一般区域变电系统的功率因数都很低,同时电机的工作负荷也很不稳定,所以可以大量的采用MCR型SVC作为补偿装置。
D.有色冶金
冶炼铜和铝:一般都采用电炉冶炼,其过程比钢铁冶炼炉稳定,也是高耗能的化学反应过程,但稳定波动系数更大,所以也存在电压波动大、谐波丰富及功率因数很低等方面的问题,是推广应用MCR型SVC的另一个对象。
电解铜和铝:大量采用整流装置,由于会产生的谐波和槽内电流变化的不稳定性都导致了电压的无序波动,而设备的调节系统的工作会进一步加剧这种波动,因此稳定供电一直是电解系统的一大难题,采用MCR型SVC将会很好的解决此类问题。
煤炭:
煤炭企业主要的生产工艺过程为采掘和运输(提升),工辅系统为通风和排水,百分之九十的动力设备为旋转电机,而且以交流电机为主。煤炭企业最大的特点是单机容量都较大,独立分布和一些设备启动频繁等特点,由此造成了系统供电品质因素很低,稳定性很差等诸多问题,改善这类问题的很好办法也是采用反应速度要求不高,但运行可靠,投资与其它类型SVC有较大竞争的磁控型静补设备。
建材水泥
大部分水泥企业都采用活性水泥生产工艺,与煤炭企业唯一不同的就是它基本在地表以上操作,通风变成了除尘,也存在大量的皮带运输的问题,所以与煤炭企业相似。
电力系统
a.可用于并联电抗器:长距离高压输电线路,在一定条件下,末端会造成容升电压升高,可调电抗器并接入线路,可自动调节电感,吸收无功电流,防止电压升高。
b.用于消弧线圈:中压输电系统发生单相接地时,对地电容电流会严重威胁电网的安全。传统的方法是在系统的中性点处装设电感不可调的消弧线圈,用以抵消电容电流,达到灭弧的目的。由于电感不可调,灭弧效果并不理想。用可调电抗器作成消弧线圈,可任意调节电感,灭弧可靠性更高。
c.用于输电线路:可调电抗器和电容器串联接入输电线路,可以补偿输电线路的电感,提高线路输电能力;改善系统的稳定性;降低系统的损耗,改善线路的电压分布;优化线路间的负荷分配。
9.应用举例
山东新汶矿业集团协庄矿副立井降压站项目。
9.1系统概况:
系统如图所示:电网和电厂各两路进线,正常情况下一备一用,35KV两台母联开关闭合,2号、3号主变运行,6KV母线并列运行,两段各有1440KVar的补偿电容器。针对以上情况,对系统电能质量进行了综合测量,分析如下:
选取了电网1#进线点进行了测量,数据如下:
有功功率:
无功功率:
功率因数:
谐波频谱:
由以上测试数据分析可以知道,电厂1#线功率因数很高,而且比较稳定,但电网1#功率因数波动很大,变化规律如下:
6KV系统负载较小时,从电网吸收的无功功率很小,电厂向电网输送的有功功率却很大,功率因数就很高,达到0.96。
绞车启动时,要吸收较大的有功功率和无功功率,这就使输送到电网的有功功率大大降低,而从电网吸收的无功功率却明显增加,造成功率因数很底,且变化速度很快。
夜间负载增大后功率因数同样也很低。
系统中5次、7次谐波含量较大,需要治理。
9.2系统情况分析
1)、电厂正常运转
电厂正常运转时给矿里配电所、河北配电所、电厂配电所、副立井降压站和纸厂降压站输送有功功率并将富余部分向电网倒送。同时系统从电网吸收无功功率。
电厂正常运转所发送的总有功功率平均为:20500KW:
电厂自身平均负荷 1800KW
河北配电所平均负荷 3140KW
矿里配电所平均负荷 3458KW
纸厂将压站平均负荷 4705KW至0KW
副立井将压站平均负荷 4608KW
当纸厂所有负荷都使用电厂供电时,电厂所发的有功功率将剩余20500-1800-3140-3458-4705-4608=2789KW并向电网倒送;当纸厂所有负荷都不使用电厂供电时,电厂向电网倒送的有功为2789+4705=7494KW;则可以得出电厂向电网倒送有功功率的范围为2798KW至7494KW。
2)、电厂只发出一半有功功率10250KW
由系统的配电情况知,电厂发出的电能优先满足河北配电所、矿里配电所和电厂本身所需,三者所需总有功功率为:3140+3458+1800=8398KW。此时,纸厂使用电厂电能的范围仍然为0KW至4705KW。考虑两种极端情况:
a、纸厂使用电厂电能为0KW
此时,电厂发出的电能满足河北配电所、矿里配电所和电厂本身所需之后剩余10250-8398=1852KW,该部分有功输送到副立井配电所供之使用,但不能满足该所的需要。该所使用电厂输送来的1852KW之后仍然需要从电网吸收4608-1852=2756KW有功功率。
b、纸厂使用电厂电能为4705KW
河北配电所、矿里配电所和电厂本身再加上纸厂总需求有功功率为8398+4705=13103KW,而电厂只发出10250KW,不足的部分13103-10250=2835KW只能从电网上吸收;且副立井配电所的所有需求也只能从电网上吸收,此时从电网吸收的总有功功率为:2835+4608=7461KW。
所以,当电厂只发出一半有功功率10250KW的时候,系统需要从电网吸收的有功功率范围为2756KW至7461KW。
3)、电厂不运转
电厂不运转时,纸厂由集团公司中心降压站供电;矿里配电所、河北配电所、电厂配电所、副立井降压站则全部由电网供电。此时从电网吸收的有功功率为1800+3140+3458+4608=13006KW,同时需要从电网吸收的无功功率也要增加。
考虑到各配电所都有补偿电容器对无功进行补偿后功率因数都比较高(河北配电所和矿里配电所功率因数均为0.95左右),且还需要在副立井降压站增加补偿电容器容量;另外,该种极端情况出现的几率很小,即使出现维持的时间也不会太长,所以该种情况可以不予考虑。
若电厂不运转的情况经常出现或一旦出现维持的时间很长,又或以后会撤消发电厂,则需要对各个变电所单独进行改造。
4)、综述
当系统向电网倒送有功功率时,其范围为2798KW至7494KW。系统从电网吸收的有功功率时,其范围为为2756KW至7461KW。两个集合并集再考虑余量,取最低限为2700KW。
如果把无功功率看成一个常量,则有功功率越小,功率因数越小;有功功率越大,功率因数越大。只要在电网入线点流过的有功功率最小的时候能满足功率因数达到0.95,则其他情况就能保证功率因数达0.95以上。当电网入线点流过的有功功率为2700KW,功率因数为0.95时,由功率因数计算公式:cosψ=W/√ W×W+Q×Q可计算出所需从电网吸收的无功功率为:887Kvar。
只要使从电网吸收的无功功率小于887Kvar,就能满足补偿设计的要求(要求功率因数在0.95以上)。由测试的无功曲线可以看出,系统从电网吸收的无功功率平均在1600Kvar左右,为了满足从电网吸收的无功功率小于887Kvar,则需要再增加补偿电容器容量应大于1600-887=713Kvar。考虑到以上是采用各配电所及降压站的平均负荷计算和适当增容的需要,应适当增大补偿电容器的容量,调整再增加补偿电容器容量为1620Kvar;加上系统原有的2880Kvar,补充总容量选定为4500Kvar。
另,从测试所得无功变化曲线可知,系统存在过补偿的现象,过补偿的容量平均为1300Kvar,考虑补偿电容器容量的增加,选定磁控电抗器容量为1800Kvar。
9.3方案设计:
综合以上,拟订方案方向为:
考虑电容器室空间的问题,将副立井6KV侧Ⅰ段母线原有的1440Kvar电容器组改造为1800Kvar,采用自动补偿方式;
6KV侧Ⅲ段母线原有的1440Kvar电容器组改造为2700Kvar固定补偿,同时选配1800Kvar的磁控电抗器(MCR)进行综合调节,能实现从900Kvar-2700Kvar 的连续补偿,以调节无功功率的快速变化,使功率因数稳定在0.95以上,同时稳定系统电压。
整个系统在运行负荷较多的时候可以满足负载对无功的需要;当运行负荷较少,过补容量小于1800Kvar时,由磁控电抗器(MCR)消除过补的无功功率;当过补容量大于1800Kvar时,自动切除补偿容量为1800Kvar自动补偿电容,余下的再由磁控电抗器消除。
通过自动补偿和动态补偿(MSVC)相结合,对于整个系统来说,自动补偿组投上时可以实现2700Kvar-4500Kvar的连续补偿;自动补偿组切下时可以实现900Kvar-2700Kvar的连续补偿;既能消除过补欠补现象满足功率因数的设计要求,又可以避免因负荷(提升机)的频繁变化造成自动投切电容柜的频繁投切。
配置电抗率为6%的干式铁心电抗器。
配检修隔离开关和防误闭锁,确保检修安全。
10.结束语
目前,MCR型SVC已经在煤况和冶金行业得到了广泛的应用,并取得了显著效果且形成了成熟的技术方案。现在SVC的发展研究主要集中于控制策略上,如引入了模糊控制、人工神经网络和专家控制系统到SVC控制系统,使SVC系统的性能更加提高。
⑸ 无功补偿控制器的设计要求及设计方法
1、对测量精度的要求
要实现精确的无功补偿就必须对无功电流进行准确的测量。
因为电压的变化范围较小,因此对电压的测量精度要求不高,通常有1%的测量精度就足够了。通常的情况下,不测量电压也可以实现很好的无功补偿控制,对电压的测量主要是为了实现过压、欠压、以及缺相等保护功能。
对电流的测量灵敏度要求要高一些。对于使用8位单片机的低档控制器,测量灵敏度要达到1%以上。注意这里强调的是“测量灵敏度”而不是“测量精度”, 1%的电流测量灵敏度即相当于可以区分1%的电流变化,例如电流互感器的一次电流为500A,则意味着可以区分从100A到105A的电流变化,并不要求100A的电流测量值绝对准确。对于使用DSP或32位单片机的高档控制器,测量灵敏度要达到0.1%以上,否则就谈不到高档了。同样的道理,测量的灵敏度要达到0.1%,意味着测量值应该有4位有效数字,但同样并不要求绝对准确。对无功补偿控制器要求0.1%的测量精度是不现实的,也没有实际意义。但是控制器的测量值最好能在现场进行校正。
对功率因数测量的灵敏度最好要达到0.001。准确地说,应该是对相位差的测量要求,因为测量无功功率并不需要使用功率因数值。这里要强调一点,对无功电流的计算应该使用Iq=I×sinφ的公式来进行计算,而sinφ的值应该根据相位差的值直接进行计算,不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式计算,否则当相位差在0度附近时,cosφ的微小变化会导致sinφ的很大变化,导致sinφ的值误差太大。例如cosφ=0.99时,对应的相位差是8.1度,对应的sinφ值为0.14,意味着0—0.14之间其他sinφ值检测不到。
对相位差的测量要求达到整个-180—+180度范围。有一些控制器具有电流互感器接反的自动识别功能,这种控制器以有功必须为正值来判断互感器的正反,相当于-90—+90度范围,这就可能以下的问题:
(1)当负荷处于发电状态时会出现检测错误。
(2)当负荷为纯电感或纯电容时,由于有功电流约等于零,可能会将电感误判断为电容或者将电容误判断为电感。而负荷为纯电容的状态经常会出现,例如负荷为单一大负荷而负荷停机时,无功补偿电容器尚在运行,于是变压器二次电流就变为纯电容电流,如果将这个电流误判为电感电流,控制器就会继续投入电容器,直至将所有的电容器全部投入运行,造成严重的过补偿现象。
2、显示器的选择
最常用的显示器件就是LED数码管,LED数码管价格低廉、可靠性高。最好使用多位组合的LED数码管,这样可以大量减少线路板连线并且减少焊接安装工作量。
很多人比较热衷于使用液晶显示器,液晶显示器可以显示汉字,在有照明的情况下也比较省电,但是液晶显示器的最大问题是低温性能不好,通常在-10℃以下不能正常显示。所以除非能够确定控制器的使用环境温度在-10℃以上,否则不要使用液晶显示器。
3、参数设定功能
对于以无功电流或无功功率为依据进行控制的无功补偿控制器,参数设定功能是必备的。
在控制器制造的时候,电容器的额定容量,电流互感器的变比等参数无法事先确定,只能根据无功补偿装置的实际情况及现场情况进行设定,因此控制器必须具备参数设定功能。设定的参数应保证不会因掉电而丢失。
最直接的保存设定参数的方法就是使用EEPROM器件,如24C02等。有一些单片机具有片内EEPROM,这样就可以减少外围器件数量。还有一些单片机具有在应用编程功能,也就是说,可以在程序运行过程中修改片内FLASH程序存储器的内容。对于这类单片机也可以将设定参数保存在FLASH程序存储器中,不过在应用编程的程序设计比较复杂一些。
4、保护功能的设计
电容器的过载无非是由于电压过高或者是谐波过大而引起,因此在控制器中设计过电压保护功能是必要的。在能力允许的情况下,应该在控制器中设计电压谐波检测功能,因为导致电容器谐波过载的根本原因是电压畸变,检测电压谐波就可以实现对电容器的谐波过载保护。有了过电压保护和谐波过载保护则热继电器就可以取消。既节省了体积与成本又减少了故障点。
5、电容器的投入与切除控制策略
电容器的投入与切除应该分步进行,不应在一步操作中同时投入或者切除多台电容器。否则过大的电流突变会对系统造成比较大的影响,也不利于实现精确的补偿效果。
同时,对于安装有不同规格电容器的补偿装置,电容器的投切应该尽量简洁,以便尽量减少电容器的投切次数,并且可以最快的满足补偿要求。不应按最小步进台阶一步一步递增或递减。
例如补偿装置中共有三种规格的电容器,分别为10Kvar、20Kvar、40Kvar,如果测量出所需要的无功补偿量为40var以上,则应该直接投入一台40var的电容器。同样的道理,当测量出多余的无功补偿量为30var以上,则应该直接切除一台40var的电容器。
6、输出电路的设计
通常控制器的输出都是用于控制交流接触器或复合开关,最常见的就是220V交流输出。输出的路数视要求而定,通常10路就可以了。
最常见的输出元件是电磁继电器,选用电磁继电器的最重要的原则是继电器衔铁本身不能与接点有电连接,不少继电器的衔铁本身就是动接点的一部分,于是继电器铁芯带电,当线圈绝缘出现问题时,强电就会窜入控制部分造成严重损坏。而对于衔铁与接点没有电连接的继电器,则不会出现强电窜入控制部分的现象。
当电磁继电器接点断开时,由于接触器线圈是大电感电流不能瞬变,会产生很高的电弧电压,因此必须连接阻容吸收元件,否则会产生严重的干扰。
输出元件也可以使用电子继电器,电子继电器的内部是晶闸管,由于晶闸管可以电流过零关断,因此不需要使用阻容吸收元件,并且驱动电压电流都很小,比较容易实现控制。质量好的电子继电器价格较高。质量不好的电子继电器容易产生误触发,造成上电时接触器抖动。
输出电路也可以使用双向晶闸管,这时晶闸管的驱动电路稍微复杂一些,但是成本很低,可靠性也可以做得很好。
⑹ RCSVG双向动态无功补偿装置、RCAPF有源滤波装置杭州哪家单位在做
你好:
关于“RCSVG双向动态无功补偿装置 RCAPF有源滤波装置”的问题!
杭州瑞策控制技术有限公司与清华大学合作开发柔性输配电技术产品,并提供最新无功补偿技术-RCSVG,实现电网双向动态无功补偿,基于可控器件的VSC技术,对快速的冲击负荷,补偿效果更好。并提供有源滤波器RCAPF产品,可实现滤除电网高达50次谐波功能。
一、和传统的SVC相比,Ruice Control 公司RCSVG具有以下独特的优点:
1. 启动冲击小
SVG部分采用自励方式起动,启动快速且冲击电流限制在很小的幅值;
2. 任意组合的连续补偿范围
SVG可以从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功,和固定电容器组合可构成任意范围的连续补偿;
3. 动态响应速度快
SVG具有10ms以内的快速输出无功特性,因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果,对闪变有更好的抑制效果;而传统的SVC响应时间一般在40ms-60ms(太快可能引起电抗和电容器产生振荡)。
4. 优异的谐波输出特性
SVG既可以输出近似正弦波的无功电流(不含谐波,用于电网补偿),也可以输出设定次数的谐波电流(用于负荷谐波滤波),即SVG输出电流是完全有源可控的,完全满足用户的需要;而SVC产生大量不可控的谐波电流,又附带大量不可控的无源滤波支路来实现自身产生的谐波电流的滤波。
5. 占地面积小
SVG以半导体功率器件构成的逆变器为核心,使用直流电容器储能,无SVC中体积庞大的滤波支路和电抗器,安装尺寸一般只有SVC的1/5-1/3,特别适合于对占地面积要求较高的场合。XDVAR系列SVG可做成移动式装置。
6. 高效率
SVG采用新型低损耗IGBT功率器件,直接输出电压范围1kV-35kV,省去了连接变压器,装置效率可达99%以上;而由于损耗曲线特性优于SVC(SVC空载时损耗达到最大),SVG的等效运行损耗一般只有SVC的1/3-1/2,等效运行耗电量大大低于SVC。
7. 超强补偿能力
SVG输出电流不依赖于系统电压,表现为恒流源特性,在系统电压跌落到20%时仍可以输出额定无功电流,具有更宽的运行范围;而SVC输出电流与系统电压成正比下降,使得达到同等补偿效果SVG容量可以比SVC容量小20%-30%。
二、(一)RCAPF3L系列:
可同时滤除2-60次的谐波电流
IGBT高速开关(20kHz),可迅速滤除谐波
输出电流响应时间小于10ms
1、自动限流于额定电流
2、可以同时滤波和补偿基波无功
3、设计选型简单,只需测量负载谐波电流大小
4、可以多机(不大于10台)并联运行,便于扩展容量
5、汉字液晶显示界面,操作简单
6、可实现远程监控
二、(二)RCAPF4L系列:
1、可同时滤除2-25次范围内的全部和选型次数谐波电流
2、IGBT高速开关(10kHz),可迅速滤除谐波
3、有效消除因三次谐波产生的中线电流
4、中线滤波能力为相线的三倍
5、输出电流响应时间小于10ms
6、自动限流于额定电流
7、可以同时滤波和补偿基波无功
8、设计选型简单,只需测量负载谐波电流大小
9、可以多机(不大于3台)并联运行,便于扩展容量
10、汉字液晶显示界面,操作简单
11、可实现远程监控
⑺ 什么叫动态无功补偿
动态无功补偿发生装置,即静止同步补偿器,又名静止无功发生器。
由于其开关器件为IGBT,所以其动态补偿效果是早期的同步调相机、电容器和无功补偿装置不能比拟的,无功补偿装置以其较低谐波,较高的效率,较快速的动态响应,成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。 该装置主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率,抑制电网闪变和谐波,提高电网的功率因数,改善配电网的供电质量和使用效率,进而降低网络损耗,有利于延长输电线路的使用寿命。
各种无功和谐波补偿的设备中,用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类:一类是装设谐波无功补偿装置;另一类是对电力电子装置本身进行改造,使其在实现自身功能的同时不产生谐波,也不消耗无功,或者根据需要对其进行功率因数校正。
配电网无功补偿与谐波治理装置研发成功,并投入批量生产,可带来较大的社会效益,目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况,存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大,有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置,对配电网中的无功和谐波进行补偿,不仅可以达到节能降耗的目的,还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。
传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器,通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成,该方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器,这些静止型调压手段,因调节不连续、响应速度慢,很难满足系统运行方式快速变化时的需求。而另一种调压装置SVC,响应速度很快,但由于呈恒阻抗特性,使得在电压低时,无法提供所需的无功支持,因此应付突发事件的能力较弱,并且为了抑制谐波,必须装设滤波器,占地面积较大,此外,过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下,动态无功补偿装置较为有效的调压手段,它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节。
⑻ 无功补偿的装置
选择哪一种补偿方式,还要依电网的状况而定,首先对所补偿的线路要有所了解,对于负荷较大且变化较快的工况,电焊机、电动机的线路采用动态补偿,节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式,也可使用动态补偿装置。一般电焊工作时间均在几秒钟以上,电动机启动也在几秒钟以上,而动态补偿的响应时间在几十毫秒,按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程,动态补偿装置能完成这个过程。 无功功率补偿控制器有三种采样方式,功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统,采样、运算、发出投切信号,参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程,其功能也愈加完善。就国内的总体状况,由于市场的需求量很大,生产厂家也愈来愈多,其性能及内在质量差异很大,很多产品名不符实,在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"XXX无功功率补偿控制器",名称里出现的"无功功率"的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号,而不是产品的名称。
1.功率因数型控制器
功率因数用cosΦ表示,它表示有功功率在线路中所占的比例。当cosΦ=1时,线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种控制方式也是很传统的方式,采样、控制也都较容易实现。
* "延时"整定,投切的延时时间,应在10s-120s范围内调节 "灵敏度"整定,电流灵敏度,不大于0-2A 。
* 投入及切除门限整定,其功率因数应能在0.85(滞后)-0.95(超前)范围内整定。
* 过压保护设量
* 显示设置、循环投切等功能
这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现,又要兼顾补偿效果,这是一对矛盾,只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整的较好,也无法祢补这种方式本身的缺陷,尤其是在线路重负荷时。举例说明:设定投入门限;cosΦ=0.95(滞后)此时线路重载荷,即使此时的无功损耗已很大,再投电容器组也不会出现过补偿,但cosΦ只要不小于0.95,控制器就不会再有补偿指令,也就不会有电容器组投入,所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。
2. 无功功率(无功电流)型控制器
无功功率(无功电流)型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的,有很强的适应能力,能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果,并能对补偿装置进行完善的保护及检测,这类控制器一般都具有以下功能:
* 四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosΦ、U、I、S、P、Q及频率。
由以上功能就可以看出其控制功能的完备,由于是无功型的控制器,也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时,那怕cosΦ已达到0.99(滞后),只要再投一组电容器不发生过补,也还会再投入一组电容器,使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器,运算速度大幅度提高,使得富里叶变换得到实现。当然,不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。
3. 用于动态补偿的控制器
对于这种控制器要求就更高了,一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的,要求控制器抗干扰能力强,运算速度快,更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型,所以它具备静态无功型的特点。
国内用于动态补偿的控制器,与国外同类产品相比有较大的差距,一是在动态响应时间上较慢,动态响应时间重复性不好;二是补偿功率不能一步到位,冲击电流过大,系统特性容易漂移,维护成本高、造成设备整体投资费用高。另外,相应的国家标准也尚未见到,这方面落后于发展。 由于现代半导体器件应用愈来愈普遍,功率也更大,但它的负面影响就是产生很大的非正弦电流。使电网的谐波电压升高,畸变率增大,电网供电质量变坏。
如果供电线路上有较大的谐波电压,尤其5次以上,这些谐波将被补偿装置放大。电容器组与线路串联谐振,使线路上的电压、电流畸变率增大,还有可能造成设备损坏,再这种情况下补偿装置是不可使用的。最好的解决方法就是在电容器组串接电抗器来组成谐波滤波器。滤波器的设计要使在工频情况下呈容性,以对线路进行无功补偿,对于谐波则为感性负载,以吸收部分谐波电流,改善线路的畸变率。增加电抗器后,要考虑电容端电压升高的问题。
滤波补偿装置即补偿了无功损耗又改善了线路质量,虽然成本提高较多,但对于谐波成分较大的线路还是应尽量考虑采用,不能认为装置一时不出问题就认为没有问题存在。很多情况下,采用五次、七次、十一次或高通滤波器可以在补偿无功功率的同时,对系统中的谐波进行消除。
(三)无功动态补偿装置工作原理与结构特点:
一般无功动态补偿装置由控制器、晶闸管、并联电容器、电抗器、过零触发模块、放电保护器件等组成。装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率和功率因数,通过微机进行分析,计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较,自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令,由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻,实现快速、无冲击地投入并联电容器组。
⑼ 无功补偿设计要求是什么
答:1并联电容器接入电网的基本要求 (1)高压并联电容器装置接入电网的内设计,应按全面规划、容合理布局、分级补偿、就地平衡的原则确定最优补偿容量和分布方式。 (2)变电所里的电容器安装容量,应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时,电容器安装容量可按变压器容量的10%~30%确定。 (3)电容器分组容量,应根据加大单组容量、减少组数的原则确定。 2并联电容器补偿容量计算 3并联电容器接线方式 (1)高压并联电容器装置,在同级电压母线上无供电线路和有供电线路时,可采用各分组回路直接接入母线,并经总回路接入变压器的接线方式。 (2)高压电容器组的接线方式,应符合下列规定; 1)电容器组宜采用单星形接线或双星形接线。 2)电容器组的每相或每个桥臂,由多台电容器串联组合时,应采用先并联后串联的接线方式。 (3)低压电容器或电容器组,可采用三角形接线或中性点不接地的星形接线方式。