无功补偿装置在港口供电系统的应用

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1、无功补偿装置在港口供电系统的应用深圳赤湾港航股份有限公司广东深圳518000摘要：港口的用电负荷是典型的谐波源，对港口供电系统的供电质量造成了严重的影响。木文分析了港U供电系统的现状进行了分析，对无功补偿和谐波治理方案进行了介绍，并结合某工程实例，详细介绍了无功补偿装置在港口供电系统中的应用。关键词：港U;供电系统；无功补偿装置0引言随着我国国民经济的快速发展，港U作为水陆交通的集结点和重要的交通枢纽，以其独特的地理优势得到了不断的发展。在港口运行中，港口的装卸机械主要是大型的电动机械，其用电负荷属于典型的谐波源，在运行过程中消耗大量的无功功率，降低了港U的电功率因数

2、，严重影响到了港U供电系统的电能质量。对此，应用无功补偿装置进行治理，提高供电系统的电能质量十分重要。1港口供电系统现状为了满足港U高效的进行货物装卸和转运作业要求，越来越多的大功率、高电压用电设备出现在港口设备中，例如门座式起重机、卸船机、装船机、堆取料机、皮带机等。这些用电设备在运行过程中不仅会产生大量的无功功率，而且由于设备驱动多釆用变频调速装置，会向系统注入大量谐波。大量无功功率和多次谐波注入电力系统后，会造成线路功率因数降低、电网电压和电流波形畸变，从而导致电路损耗增加、供电设备容量利用率低和线路损坏等问题。对港口电力系统的安全、稳定运行构成威胁。基于港口电

3、力负荷的特点，目前较好的解决方法是使用无功功率补偿和谐波治理装置，对功率因数和谐波问题进行治理，以达到国家标准。2无功补偿和谐波治理方案无功补偿在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，无功补偿又分为静态无功补偿和动态无功补偿。在港口电气设备运行中，无功负荷不稳定,采用静态无功补偿装置已经无法满足要求，因此，港口工程供电系统人多采用动态无功补偿装置。0前常用的动态无功补偿装置有无功补偿器（SVC）和无功发生器（SVG）两种。无功补偿装置（SVG）是柔性交流输电技术在配电网中的主要应用之一，代表了现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。SVG能够快速连续地提供容性和感

4、性无功功率，可以提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑止谐波污染等，实现适当的电压和无功功率控制，保障供电系统稳定、高效、优质运行。SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或者连接电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现无功动态补偿的0的。无功补偿器（SVC）主要分为TCR型和MCR型。TCR型是通过控制晶闸管的导通角和导通吋间，以控制流过电抗器电流的人小和相位，实现感性无功的连续可调，从而实现容性无功的动态补偿。MCR型利用磁控电抗器电抗值连续

5、可调，实现感性无功的连续可调，从而实现容性无功的动态补偿。无功发生器（SVG）采用电能变换技术实现无功补偿，与其它补偿设备的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。由于SVG装置是直接电流控制，所以输出电流可以限幅，不会发生谐振或者谐波电压放大的情况，设备的安全性比较高。而其它补偿设备均为无源方式，依靠无源器件自身属性进行无功补偿，在长期运行过程中，如果系统运行情况改变、电抗器及电容器参数发生变化，易导致谐波电压放大，影响系统安全性。而且SVG装置响应速度快，并可以连续调节无功输出，这使得同容量的SVG装置的动态补偿及电压稳定控制能力是同容量TCR或MCR的

6、1.2倍以上，非常适合在高电压、大容量无功补偿环境中使用。并且由于SVG装置采用模块化，即使一个功率模块出现故障，整个设备仍可继续运行在额定容量，从而提高了设备运行的稳定性。SVG装置与TCR型和MCR型补偿装置主要性能指标比较如表1所示。通过表1的比较不难看出，SVG型补偿装置在无功补偿能力和谐波控制水平上，较TCR型和MCR型冇明显的优势，是提高港口电力系统电能质量的一种好方法。3工程概述SVG装置各项指标优秀，在0前很多设计项0中都冇所应用。以某港U工程为例，该工程共新建6座10kV变电所，各变电所10kV电源分别引自港区的llOkV变电站。1#〜5#变电所为双

7、电路10kV电源（分别引自llOkV变电站I段和II段母线），6#变电所为单路10kV电源。10kV侧的短路容量约为150MVAo其中1#〜4#变电所主要负责场区内的高压设备，如皮带机、装船机、取料机、堆料机、翻车机等，以及低压设备，如皮带机廊道照明、除尘器等设备。5#和6#变电所主要是为场区内各建筑单体、水泵等低压设备供电。各变电所主要用电负荷如表2所示。由表2可以看出本工程配置大量的装卸和运输设备。这些设备的功率因数基本在0.8〜0.85之间，此功率因数是在较高负载率下测得的。然而，在实际使用中这些设备往往是在低负载率下运行，这吋的功率因数会降低