静止型动态无功补偿装置(svc)
摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。

关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用
1 引言
在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。

快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。

近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。

为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。

目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。

而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。

2 系统组成
SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。

1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。

TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的BOD器件,它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路,使晶闸管免受过电压冲击而损坏。

光电转换,自动完成各高电位电子单元循检,高压光缆传递信号。

密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。

相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,线性度高,噪音小,动热稳定性好,损耗小,绝缘强度高,散热好。

相当于一个可控的感性负载,通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。

2)FC部分主要由滤波电抗器、电容器组成。

3 工作原理和作用
3.1 工作原理
TCR与FC分别并接在一条母线上,TCR为感性负载,FC为容性负载,调节器采集进线电源电压信号和电流信号,将系统的电能参数送至调节器,进行实时跟踪,当生产线开始生产时,调节器自动跟踪具有严
重冲击无功功率的负荷的工作状态,发出与冲击负荷所对应的TCR晶闸管阀六相触发脉冲,通过晶闸管阀电子单元(高电位电子板)去触发六相晶闸管阀。

不同的触发角,改变了流过TCR回路中主电抗器的电流量,从而改变了TCR回路的感性无功功率量。

通过TCR回路感性无功功率的跟随作用,使电网上的无功功率趋近于零,或趋于一定值。

下式是无功功率补偿的计算式:
ΣQ＝QFC＋Q负载＋QTCR≈0(或某一常数)
其中:QFC为固定电容器兼滤波器的容性无功功率值(固定量)
Q负载为冲击负荷的感性无功率值(可变量)
QTCR为TCR回路的感性无功功率值(可变量)
由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快,即实现了动态补偿的功能。

TCR还能使三相不平衡的有功负荷得以平衡,抑制电网的负序分量。

冷却水装置分为两大部分,一部分是内水,一部分是外水,内水是把纯水经过过滤后进入阀组,每一个晶闸管有一个水套,这个水把晶闸管在高电压大电流工作下产生的热量传到冷却水装置的散热器,再由散热器的外水即冷却水把热量带走,从而达到使晶闸管散热的目的,处于稳定的工作状态。

外水通过板式换热器冷却内水,将内水温度控制
在设定范围内。

3.2 SVC装置的作用
(1)为供电系统提供连续的无功功率,恒定的功率因数,无“过补”,“欠补”现象,提高生产电力的电能质量,实现电网运行的安全可靠性和经济性。

(2)消除谐波,减少谐波电流对电网及设备的损害。

(3)响应速度快,可抑制电压波动及闪变,稳定电压。

(4)消除电压三相不平衡度。

(5)治理负序电流。

4 结语
目前,国内许多企业和研究单位加快对静止型SVC数字调节器的研制和开发,以取代调节特性和响应特性及控制精度较差的模拟调节器。

数字调节器与模拟调节器相比,具有以下优点:由于采用了数字化结构,控制精度和可靠性大大提高;控制功能更加丰富;参数调整便捷;增强了调节器的抗干扰能力。