(一)產(chǎn)品概述
ZG-dSVC高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置是智光電氣研發(fā)團隊在十余年大功率電子電子技術(shù)、高壓無(wú)功自動(dòng)補償控制技術(shù)和電力自動(dòng)化等產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)和經(jīng)驗基礎上,通過(guò)與清華大學(xué)合作成功研制而成。 ZG-dSVC高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置順利通過(guò)國家權威機構型式試驗。并已在冶金、煤炭、風(fēng)電等行業(yè)成功運行。
智光電氣10kV水冷散熱型SVC系統 特點(diǎn):純水冷卻系統、光電觸發(fā),雙DSP控制技術(shù)
智光電氣10kV熱管散熱型SVC系統 特點(diǎn):專(zhuān)用熱管散熱系統、光電觸發(fā),雙DSP控制技術(shù)
智光電氣35kV TCR型SVC系統 特點(diǎn):純水冷卻系統、光電觸發(fā),完善的高壓保護技術(shù)
……

(二)ZG-dSVC原理及構成
SVC按照補償原理可以分為磁控電抗器(MCR)型和相控電抗器(TCR)型,TCR型的SVC具有調節速度快、噪音低和損耗小等優(yōu)點(diǎn)。ZG-dSVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置采用TCR型技術(shù)方案。
ZG-dSVC的原理如圖1所示,成套裝置分為全數字控制系統、晶閘管相控電抗器、濾波電容器組、冷卻系統四大部分。

濾波器組
濾波電容器組由濾波電抗器和電力電容器構成,根據不同的濾波需求,ZG-dSVC可以將電容器組設計為單組或者多組并聯(lián)。濾波器組的作用有三個(gè)方面:
1、提供固定容量的容性無(wú)功;
2、濾除相控電抗器產(chǎn)生的諧波電流;
3、濾除母線(xiàn)固有的諧波電流。

全數字化控制系統
全數字化控制系統是ZG-dSVC的控制核心,分別由人機界面、主控制器、閥組TE板,遠程監控臺、微機保護裝置等構成。

圖 ZG-dSVC 主控制器
圖 ZG-dSVC監控界面
冷卻系統
ZG-dSVC的冷卻系統可采用水冷、熱管和型材散熱三種方案。

(三)ZG-dSVC技術(shù)性能及特點(diǎn)
ZG-dSVC主要功能:
1、提高電力系統穩定性,增強電網(wǎng)的輸電能力;
2、抑制電壓波動(dòng)和閃變,改善電能質(zhì)量;
3、動(dòng)態(tài)補償無(wú)功,提高功率因數;
4、濾除諧波,解決諧波帶來(lái)的諸多問(wèn)題;
5、降低變壓器和輸電線(xiàn)路的損耗,節約電能。
ZG-dSVC技術(shù)優(yōu)勢:
1、采用進(jìn)口仿真系統進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬仿真,保障ZG-dSVC控制算法的先進(jìn)性;
2、成套裝置采用分層分布式結構,系統構架清晰,大大簡(jiǎn)化了安裝和維護工作,增加了系統實(shí)用性和可靠性;
3、采用專(zhuān)利技術(shù)的功率單元與系統結構設計,閥組功率密度大、散熱效率高、設備環(huán)境適應能力更強,環(huán)境熱穩定性更好;
4、監控系統可實(shí)現多種網(wǎng)絡(luò )通訊規約,并可按用戶(hù)需要定制通訊規約;
5、采用高速DSP和超大規模FPGA的全數字化控制系統,確保復雜控制算法的實(shí)現;
6、采用光電隔離觸發(fā)技術(shù),相比電磁觸發(fā)技術(shù),大大提高了晶閘管觸發(fā)的可靠性和穩定性;
7、采用自主研發(fā)的觸發(fā)保護專(zhuān)利技術(shù),防止晶閘管提前關(guān)斷,避免觸發(fā)失控。
ZG-dSVC完備的出廠(chǎng)試驗條件
嚴格的出廠(chǎng)測試是高壓無(wú)功補償裝置可靠性與穩定性的重要保障,智光電氣具備完善的高壓無(wú)功補償裝置試驗條件。
- 大功率電能質(zhì)量控制研究實(shí)驗室——嚴格按照國際化標準建造,實(shí)現50MVar容性與感性無(wú)功滿(mǎn)載動(dòng)態(tài)試驗;
- 電氣控制與電力節能工程研究開(kāi)發(fā)中心——由廣州市科技局授牌成立,珠三角地區在該領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)、實(shí)驗基地;
- 電氣控制裝置性能檢測實(shí)驗室——保證產(chǎn)品的研發(fā)功能、性能與制造工藝;
- 電磁兼容實(shí)驗室——更大限度的保證電子產(chǎn)品及器件的穩定性能及品質(zhì);
- 特種電抗器研究實(shí)驗室—--設施先進(jìn),實(shí)現電抗器全面的性能檢驗。
主要技術(shù)指標:
性能參數 |
額定工作電壓(kV) |
6 kV/10 kV/27.5kV/35kV |
單臺容量(MVar) |
3MVar~100MVar |
無(wú)功補償效果 |
補償后系統功率因數≥0.98 |
諧波特性 |
諧波電壓畸變率<3%,諧波電流畸變率<2% |
穩態(tài)控制精度(%) |
裝置實(shí)際輸出的無(wú)功與設定值之間最大允許偏差不超過(guò)±2.5% |
響應時(shí)間(ms) |
階躍響應時(shí)間不超過(guò)10ms |
效率(%) |
平均可達到99% |
保護功能 |
電網(wǎng)過(guò)壓保護、輸出速斷保護、輸出過(guò)流保護、過(guò)溫保護、光纖通訊中斷保護、晶閘管保護。 |
通訊接口 |
支持RS232/RS485和CAN現場(chǎng)總線(xiàn),備有計算機網(wǎng)絡(luò )監控的RJ45擴展口和通信轉換模塊,可以靈活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信協(xié)議。 |
工作環(huán)境條件 |
環(huán)境溫度 |
-30℃~+45℃ |
相對濕度 |
<95%(不凝露) |
海撥高度 |
≤1000米(如大于1000米則降額運行或特殊定制) |
遵循標準 |
GB / T 12326-2008 |
電能質(zhì)量波動(dòng)和閃變 |
GB / T 14549 |
電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波 |
DL / T 1010 -2006 |
高壓靜止無(wú)功補償裝置 |
GB / T 10229 |
電抗器 |
GB 1984 |
高壓交流斷路器 |
GB 1985 |
高壓交流隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān) |
GB-T 8446.1 |
電力半導體器件用散熱器 |
GB/T 20297-2006 |
靜止無(wú)功補償裝置(SVC)現場(chǎng)試驗 |
GB/T 20298-2006 |
靜止無(wú)功補償裝置(SVC)功能特性 |
(四)ZG-dSVC 規格型號
ZG-dSVC高壓靜止無(wú)功補償裝置型號說(shuō)明

注:閥組冷卻方式 閥組觸發(fā)方式
W-密閉循環(huán)純水冷卻 I-光電觸發(fā)
H-熱管散熱器冷卻 E-電磁觸發(fā)
P-型材散熱器冷卻
閥組的技術(shù)規格如下表:
額定電壓 |
補償容量
(MVar) |
冷卻方式 |
單臺尺寸
(寬*深*高) |
重量/臺(kg) |
6kV |
<6 |
型材風(fēng)冷 |
1250×700×1450 |
280 |
6~18 |
熱管散熱 |
1100×1200×1705 |
350 |
>18 |
純水循環(huán)冷卻 |
800×1100×2550 |
1500 |
10kV |
<10 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
10~20 |
熱管散熱 |
1700×1200×1705 |
450 |
>20 |
純水循環(huán)冷卻 |
900×1100×2550 |
2000 |
35kV |
16~32 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
32~105 |
熱管散熱 |
1850×1450×3173 |
450 |
>105 |
純水循環(huán)冷卻 |
3870×1400×3000 |
3000 |
27.5kV |
<6 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
6~18 |
熱管散熱 |
1700×1200×1745 |
450 |
>18 |
純水循環(huán)冷卻 |
1300×1400×3000 |
3000 |
說(shuō)明:
1、上述規格是ZG-dSVC成套裝置的名稱(chēng),其相控電抗器和濾波電容器組的選型需要按照技術(shù)協(xié)議執行。
2、本產(chǎn)品在不斷更新中,本公司保留更新、修改的權利。
3、ZG-dSVC全系列產(chǎn)品接受用戶(hù)定制。
(五)典型案例
河南許昌某不銹鋼有限公司熱連軋車(chē)間無(wú)功補償項目
某不銹鋼公司主要從事不銹鋼卷的生產(chǎn),公司安裝有兩條850 mm 熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)共八臺主軋機,包括一臺粗軋機和七臺精軋機,其主傳動(dòng)電機粗軋機組為2 × 1800 kW,年產(chǎn)量60萬(wàn)噸以上。全部設備均接入10kV母線(xiàn)Ⅰ段和Ⅱ段與上級電網(wǎng)相連,由于軋機及其附屬設備的特殊負荷性能,給電網(wǎng)造成了母線(xiàn)電壓低、功率因數低、電網(wǎng)電壓畸變等不良影響,因此為提高軋機利用率及電能質(zhì)量,在10kV兩段母線(xiàn)上各安裝了一套SVC無(wú)功補償裝置(FC+TCR型)。 兩套SVC均采用水冷系統,Ⅰ段母線(xiàn)直掛9MVar容量SVC裝置,采用H5、H7、H11支路主要防止5、7、11次諧波干擾,為防止高次諧波,在11次支路采用高通濾波支路。 Ⅱ段母線(xiàn)直掛22.5MVar容量SVC裝置。
 現場(chǎng)運行圖片
采用H5、H7、H11、H13支路主要防止5、7、11、13次諧波干擾。為防止高次諧波,在13次支路采用高通濾波支路。并聯(lián)兩套SVC濾波裝置后,在850mm管線(xiàn)鋼等高強度鋼生產(chǎn)過(guò)程中取得了以下有益效果。 1、功率因數得到提高:SVC系統投運后,10kV電網(wǎng)功率因數得到明顯的提高,投入SVC之前的功率因數僅為0.5左右,投入之后功率因數提高到0.95以上,極大提高了變壓器的使用效率,減少了有功損耗。 2、電網(wǎng)電壓波動(dòng)得到改善:SVC投用前在正常軋制時(shí)10kV母線(xiàn)電壓波動(dòng)最高可達到10.2%,SVC投入后僅為1.3%左右,滿(mǎn)足國家規定標準2.5%。 3、諧波干擾極大降低:SVC投入之前,由于諧波干擾,造成10kV母線(xiàn)電壓嚴重畸變,軋線(xiàn)無(wú)法升速軋制。投入之后,極大的提高了軋機利用率,提高了產(chǎn)量,為公司贏(yíng)得了巨大利益。 參照以上的投產(chǎn)效果,SVC系統對軋機等非線(xiàn)性負荷產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓波動(dòng)和畸變、諧波電流以及功率因數等一系列電能質(zhì)量問(wèn)題都有良好的改善作用,對于當今電網(wǎng)環(huán)境的改善有著(zhù)極大的可行性,同時(shí)對鋼鐵企業(yè)節能降耗,提高經(jīng)濟效益具有重大的意義。
陜西某礦業(yè)集團有限公司礦井場(chǎng)地10kV變電所無(wú)功補償項目
陜西某礦業(yè)礦井采用了全高采礦工藝,裝備了國際先進(jìn)的連采掘進(jìn)設備和綜采設備及通風(fēng)設備,裝機功率大,自動(dòng)化程度高。礦井提升機作業(yè)時(shí)將對電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平造成影響。存在諧波超標,功率因數偏低等問(wèn)題。本項目在用戶(hù)10kV母線(xiàn)上裝設TCR型靜止動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置對電網(wǎng)進(jìn)行補償,兼顧負荷端產(chǎn)生的3、5、7次諧波電流的治理。 SVC裝置安裝在礦井變電房,在電機啟動(dòng)、運行過(guò)程中防止波動(dòng)、穩定電壓,在公用電網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候投入全部補償,起到支撐電壓、加快電壓恢復的作用。TCR型靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置還可以自動(dòng)跟蹤負載(提升機)無(wú)功功率QL的沖擊變化,自動(dòng)調節裝置的補償電流,改善了供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量,提高了用電單位的工作效率及經(jīng)濟效益,是目前礦山動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置首選。 在目前情況下,采用TCR靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補償裝置對于消除礦山提升機和其他大型電動(dòng)機等對稱(chēng)性負載所產(chǎn)生的無(wú)功沖擊是很有效的,是一種技術(shù)含量高、投資相對較少、使用效益顯著(zhù)的新型節能裝置。SVC的投入不但取得了可喜的經(jīng)濟效益,而且故障時(shí)間幾乎為零,維護簡(jiǎn)單,維護費用也極低。
福建某不銹鋼有限公司35kV變電站無(wú)功補償項目
寧德某不銹鋼有限公司新建70噸電爐生產(chǎn)線(xiàn)一條,根據原35kV變電站設計提供的參數,該企業(yè)有8臺3.15MVA/35kV/1.0kV、4臺4MVA/35kV/1.0kV、1臺1.25 MVA/35kV/0.4kV 電力變壓器,總裝機容量42.45MVA。本次工程改造新建110kV變電站一座。主變參數如下:主變容量63MVA,變比為110/35kV,電爐為70噸,另裝有40噸的精煉爐。 三相電弧爐(通常簡(jiǎn)稱(chēng)電弧爐)是利用交流電弧產(chǎn)生的熱來(lái)熔煉金屬的一種電爐。我們通常所說(shuō)的電弧爐,一般指煉鋼電弧爐。在電弧爐中,電弧發(fā)生于專(zhuān)門(mén)的電極棒和被熔化的爐料之間,爐料受到電弧的直接加熱。電弧爐是典型的諧波源負載。 為了減少諧波電流對系統的影響,抑制電壓波動(dòng)和閃變,改善三相電壓不平衡,保證冶煉過(guò)程穩定、節能和避免對其他用電設備的影響,通過(guò)現場(chǎng)監測和系統分析后,在35kV母線(xiàn)安裝TCR型靜止無(wú)功補償裝置(SVC)。
 寧德某不銹鋼35kV供電系統在未使用SVC時(shí),功率因數明顯低于國家的供電要求,投入SVC裝置后電網(wǎng)電壓波動(dòng)明顯改善,對電網(wǎng)的無(wú)功沖擊大幅降低,功率因數明顯提高。鋼鐵生產(chǎn)效率也由原來(lái)的65%上升到現在的90%左右,為提高企業(yè)的經(jīng)濟效益發(fā)揮了積極的作用。
 SVC投運前系統無(wú)功波動(dòng)圖
SVC投運后系統無(wú)功波動(dòng)圖
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