SVC静止型动态无功补偿装置的应用.doc

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1、SVC静止型动态无功补偿装置的应用张海燕摘要：本文通过对轧钢厂生产线正常生产时，其设备的无功损耗以及对电网的高次谐波影响进行分析，并叙述了10KV-34MVar-SVC静止型动态无功补偿装置的应用及实现过程。关键词：无功功率补偿；谐波抑制；SVC静止型动态无功补偿装置；TCR相控电抗器；FC滤波器一、前言无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。而无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在相位差时，所形成的功率分量，根

2、据负载特性的不同，又有感性无功与容性无功之分。而大型轧钢厂矿是以感性负载为主，生产时感性无功冲击较大。现在以某生产线为例，其用电设备总装机容量约为54.4MW；其中大型传动为交—交变频系统，装机容量约为17.5MW；部分辅传动为交—直—交变频系统，装机容量约为19.7MW；其余的设备为恒速传动设备，装机容量约为17.2MW。现代电力电子设备等非线性负荷大量的使用，产生的无功冲击将引起电网电压闪变、波动以及产生大量高次谐波电流，严重污染电网环境。该生产线平均有功功率为30.39MW、平均无功功率为33.84

3、MVAR，平均功率因数仅为0.67；而且这套设备所供电力电子元器件，其无功冲击较大；同时，注入电网的谐波电流超标。高次谐波电流将对各种电气设备，继电保护、自动控制装置、计算机、测量和计量仪器以及通讯系统均有不利的影响；它将恶化电能质量，降低电网可靠性，增加电网损失，缩短电气设备的使用寿命。因此，对这条生产线进行无功补偿和谐波治理具有深远意义。二、无功损耗及谐波分析1、无功损耗分析该轧钢厂生产线建设的10KV开关站，系统采用单母线分段接线，分段开关正常时断开运行，以10KV电压等级向轧线的主、辅传动及功辅设

4、施的用电设备供电；其中变频传动设备全部由10KVⅠ段母线供电；其余的负荷由10KVⅠ、Ⅱ段母线分别供电。其主、辅传动的负荷与电压波动值见下表：项目平均有功功率(MW)平均无功功率(Mvar)最大有功功率(MW)最大无功功率(Mvar)母线电压波动(%)10KVⅠ段母线大型传动12.2512.5017.8020.176%(允许值为2%)变频辅传动12.7616.2812.7616.28恒速辅传动3.963.493.963.49合计28.9732.2728.9732.27Px0.9,Qx0.9326.0730

5、.0126.0730.0110KVⅡ段母线恒速辅传动4.794.124.794.120%Px0.9,Qx0.934.313.834.313.83总计30.3933.8435.9441.516%表1：负荷和电压波动值上表中的计算为平均功率，而大型传动为冲击性负荷，根据其轧制品种、钢质、道次及轧制温度的不同，有功和无功功率也不同；并且最大无功应在咬钢加速段，随着轧制速度升高，有功增大，无功减小。因此，最大无功应为上述无功的1.3倍，即Qmax=26226Kvar。2、高次谐波分析根据生产线主辅传动设备的情况分

6、析，其谐波电流的产生主要来自以下几个方面：2.1、大型传动交—交变频产生的谐波电流以轧机最大的情况为依据，取其最大道次谐波电流叠加计算得主传动谐波电流如下表：谐波次数57111317192325谐波电流A134.339.7532.5222.5418.306.966.555.4表2：大型传动产生的最大谐波电流值2.2、辅传动交—直—交变频产生的谐波电流综合计算辅传动产生的谐波电流如下表：谐波次数57111317192325谐波电流A71.6551.3581.2164.4914.339.5513.149.55

7、表3：辅传动产生的谐波电流值2.3、背景谐波电流因背景谐波比较复杂，主要是在滤波器设计中考虑一定的余量。综合以上各谐波电流源的计算，可得10KV母线谐波电流最大发生量如下表：谐波次数57111317192325谐波电流A152.2264.9487.4868.3215.9323.2414.6810.97表4：10KV母线谐波电流最大值通过以上对生产线无功损耗以及谐波电流的分析，确定其无功补偿容量为34Mvar，并设置3、5、7、11、13次五个滤波通道，设置3次滤波器是考虑整流设备触发的不均匀及不对称会产生

8、较大的3次谐波。三、无功补偿方式的确定随着电力电子控制技术和晶闸管控制技术的逐步成熟，用于无功功率补偿的方法也日益增多，且补偿效果也越来越明显，带来的经济效益和社会效益也是巨大的。当然，不同的补偿方式有其不同的特点，适用范围也不同。选择无功补偿方式要针对补偿对象的负荷特性及补偿要求综合考虑，不仅要考虑补偿后的效果，而且还要兼顾无功补偿装置的经济性。下面介绍几种常用的无功补偿方式。1、并联电容器在各种无功功率补偿方法中，并联电容