35kV静止无功发生器成套装置 技术协议
第一节技术协议 一. 总则 1. 本技术协议书仅适用于中铝能源太阳山风电厂五期110kV升压站主变扩建工程动态无功补偿装置(SVG)的加工制造和供货。技术协议中提出了对设备本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 2. 本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规的条文，供方应提供符合本技术规引用标准的最新版本标准和本技术协议技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本技术协议所使用的标准如与供方所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。 3. 本技术协议将作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力。本技术协议未尽事宜，由合同签约双方在合同谈判时协商确定。 4. 供方保证提供的产品符合安全、健康、环保标准的要求。供方对成套设备(含辅助系统与设备)负有全部技术及质量责任，包括分包(或采购)的设备和零部件。 5. 本技术协议提出了对SVG技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。 6. 若供方所提供的技术资料协议前后有不一致的地方，以有利于设备安装运行、工程质量为原则，由需方确定。 二. 标准和规 1. 合同设备包括供方向其他厂商购买的所有附件和设备，这些附件和设备应符合相应
的标准规或法规的最新版本或其修正本的要求。 2. 除非合同另有规定，均须遵守最新的国家标准（GB）和国际电工委员会(IEC)标准以及国际单位制(SI)标准，尚没有国际性标准的，可采用相应的生产国所采用的标准，但其技术等方面标准不得低于国家、电力行业对此的各种标准、法规、规定所提出的要求,当上述标准不一致时按高标准执行。 3. 供方提供的设备和配套件要符合以下最新版本的标准，但不局限于以下标准，所有设备都符合相应的标准、规或法规的最新版本或其修正本的要求，除非另有特别说明外，合同期有效的任何修正和补充都应包括在。 DL/T672-1999 《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》 DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器订货技术条件》 GB/T 11920-2008《电站电气部分集中控制设备及系统通用技术条件》 GB 1207-2006 《电磁式电压互感器》 SD 325-89 《电力系统电压和无功电力技术导则》 DL/T 840-2003 《高压并联电容器使用技术条件》 GB 50227-2008 《并联电容器装置设计规》 GB 311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘配合》 GB 311.2-2002 《绝缘配合第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导则》GB 311.3-2007 《绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序》 GB/T 311.6-2005 《高电压测量标准空气间隙》 GB/T 11024.2-2001《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第2部分：耐久性 试验》 JB/T 8170-1995 《并联电容器用部熔丝和部过压力隔离器》 GB 50227-2008 《并联电容器装置设计规》
毕业设计（论文） 开题报告 课题名称低压无功补偿控制器设计 系别 专业班 姓名 评分 导师（签名） 2011年5月6日 中国石油大学胜利学院
低压无功补偿控制器设计 开题报告 1国内外研究现状 早期的无功补偿装置为同步调相机和并联电容器。同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机，可根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，从而发出大小不同的容性或感性无功功率，因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，成本高，且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。并联电容器简单经济，灵活方便，但其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化即不能实现对无功功率的动态补偿。 随着电力电子技术的发展，近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础，电力电子器件向快速、高电压、大功率发展，使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面，从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。随着电力电子器件的发展，无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器（Static Var Compensator-SVC）、晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Compensator-TCSC）发展到基于GTO的静止无功发生器（Static Var Generator-SVG）、静止同步串联补偿器（StaticSynchoronous Series Compensator-SSSC）、统一潮流控制器（Unified Power FlowController-UPFC）、可转换静止补偿器（Convertible Static Compensator-CSC）等。 （1）静止无功补偿器（SVC） 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor-SC）型，1967年英国GEC公司制成了全世界上第一批饱和电抗器型SVC。饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快，但因其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。由于使用晶闸管的SVC具有优良的性能，所以十多年来占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此，SVC一般专指使用晶闸管的静补装置。
摘要：静态无功补偿装置(Static Var Compensator，SVC)通过无触点的晶闸管控制电抗器电流来实现动态无功支持,用于解决电能质量问题、增强电网稳定性、优化无功潮流。SVC被大量应用于工业及输电领域，是重要的节能技术手段。本文对静止无功补偿器的技术进行了简要介绍，对SVC在节能领域的效益进行了详细分析。 关键词：静止无功补偿器(SVC);晶闸管控制电抗器(TCR);输配电网;节能 0 引言 目前，我国输配电网无功缺乏，备用容量严重不足，无功补偿装置缺少灵活的调节能力，其中由于无功不足原因而产生电压降落、电能传输损耗大、线路输送容量降低和网络稳定性下降等问题表现尤为突出。近年来，随着大功率非线性负荷用户的不断增多，对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，缺乏无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大，导致电网线损增加，使得系统电压合格率不高。此外，电网的发展，系统稳定性问题越发重要。电网的损耗、电压及功角稳定性与无功功率快速、有效提供有关。我国互联电网已经进入了大电网、大机组时代，大量的无功在网间传送，造成了巨大的网络损耗。故此大量的无功不适应于远距离的传输，无功功率一般采取分层分区平衡、就近补偿的原则。 采用晶闸管等电力电子器件作为控制元件的静止无功补偿设备是一种先进 的高压电网动态功率因数补偿装置，有响应速度快、控制灵活、连续可调等优点，在输配电网和工业用户中越来越得到广泛的应用。SVC在国外已处于实用化阶段，随着电力电子器件与计算机控制技术的发展，SVC正朝着高电压和大容量方向发展。 1 SVC在国内外的应用情况 1.1 国外应用情况
SVC二次控制及保护系统由监控屏、调节屏、人机界面屏、保护屏、故障录波屏、交直流系统等组成。为方便运行人员，配备了远方工作站，所有信息和通过光纤方式与就地控制系统联结。调节及监控核心部分由调节单元、监控单元、VBE单元、VM单元、操作逻辑单元等组成，所有单元均为全数字化智能单元。内部通讯联络采用分层分布式结构。调节单元采用高速DSP和大规模FPGA为核心的控制板，实现针对输电网特点的TCR调节控制算法。监控单元采用高可靠嵌入式系统，负责对SVC一二次设备进行全面的监控与保护。控制系统与阀组的联结采用光纤方式，可有效隔离高低电位，减少阀组对控制系统产生的传导性干扰。 电网动态无功补偿(SVC)技术的主要关键技术有：①大功率晶闸管串联技术;②串联晶闸管阀组过压保护技术;③晶闸管光电触发与监测技术;④晶闸管阀稳态和暂态热特性研究;⑤阀组密闭式水冷却技术;⑥智能化控制系统;⑦针对配电系统和输电系统的SVC控制策略;⑧SVC系统及装置设计规范、试验规范、维护规范的研究。 SVC在输电系统应用中，容量通常需要100～400Mvar，通过降压变压器在6～35kV电压等级接入SVC。 图1 TCR 装置典型应用线路
编号： JNSH-2009-01 青海国泰节能技术研究院 大容量冶金矿热炉低压动态无 功补偿装置推广应用 审核机构：青海省节能监测中心 负责人：吴斌翔 编写人：李永宁赵宝峡付大鹏 编制日期：二〇〇九年六月十六日
目录 节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表 3 一、项目及承担单位基本情况 (5) 1、项目承担单位基本情况 (5) 2、项目基本情况 (5) 3、项目建设投资情况 (7) 二、审核过程 (8) 1、审核的部门及人员 (8) 2、审核的时间安排 (8) 3、审核实施 (8) 三、审核内容 (9) 1、项目实施前能源消耗情况 (9) 2、项目实施前、后生产运行情况 (10) 3、项目能源计量和监测情况 (10) 四、项目节能量 (11) 1、项目边界描述 (11) 3、项目改造后预计能耗指标核实情况 (11) 4、影响项目节能量的其他因素 (11) 5、项目节能量计算步骤及结果 (11) 6、项目节能量审核结论 (12) 附：被核查单位意见表 (12)
节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表
一、项目及承担单位基本情况 1、项目承担单位基本情况 青海友明盐化有限公司位于青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县茶卡镇，主要产品为精制盐和高品位氯化钾。公司成立于2005年1月，是盐湖化工股份制企业。现有在职职工58人，其中研发人员12人。企业现有资产总值5460万元。项目建成投产并达到设计能力后，年可新增产值3000万元，新增利润1000万元，新增税金300万元。年耗电量为500万Kwh左右。 2、项目基本情况 工艺流程： 本节能技改项目将原工艺中锅炉蒸发制卤工序（计划未实施）改造为太阳能喷淋晒卤工序，由原来的原煤消耗改为现在的清洁能源——电资源消耗，青海友明盐化有限公司在试生产阶段利用专利技术—兑卤脱钠控速分解结晶技术（即4#工艺）生产食品级氯化钾。即将盐田晒制好的E卤（光卤石点卤水：精制盐生产过程中的母液返回盐田进一步滩晒后得到）和F卤（老卤）送至兑卤器生成低钠光卤石，低钠光卤石经浓缩机浓密、离心机脱水后送入结晶器分解结晶得到粗钾产品，粗钾洗涤后的精钾经脱水、干燥后得到食品级氯化钾产品。至目前为止已顺利完成工业化生产设备的调试和
**********. 静态补偿与动态补偿区别是什么？ 动态补偿，是近几年发展起来是一类先进的补偿装置，静态补偿是相对于动态补偿来说的。以前我们常见的补偿柜或者补偿箱，大多用接触器做电容的开关。因为接触器的反应慢，又要考虑电容器的放电时间，所以这类补偿装置的一个共同特点是投切间隔较长，最快也不过在5秒左右。 这样的速度，对于电焊机、行吊、锯木机，等等机器来说，就不能很好的补偿了。 为了解决这个问题，就采用了可控硅来做电容开关，可以将反应速度提高到毫秒，也就是可以跟踪负载的变化，级数先进的产品，几乎达到同步补偿的水平。这样的快速补偿装置，我们叫它“动态补偿”。 目前，国家对动态补偿的要求还比较低： 国家标准GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》中“6?13”的规定：动态补偿的响应时间不大于1秒。 JB/T 10695-2007《低压无功功率动态补偿装置》中“6?12?8”的规定：动态补偿的响应时间不大于2秒。 因此，按目前的标准，动态补偿就是：对电网功率因数变化，能在2秒以内反应并投切的补偿装置。 早期动态的补偿装置，因工作时没有接触器动作，没有吸合或释放产生的巨大响声，所以又称静止补偿。 那么，响应时间长的传统补偿装置，就是静态补偿了。 动态补偿的优点：反应快，补偿效果好，特别适用于负载波动剧烈的场合。动态补偿通常还有分补功能，可以对不平衡的负载做良好的补偿。 动态补偿的不足：价格高，可靠性还不够，自身耗能很大。在负载比较稳定的场合没有优势。静态补偿的优点：技术成熟，价格低廉，工作可靠，在一般场合补偿效果良好。所以使用很广泛。 静态补偿的不足：反应慢，对于负载波动大的设备无法补偿。静态补偿因成本限制，通常没有分补功能表。 特别指出：采用复合开关的补偿柜，不能算动态补偿，只能算静态补偿的改进产品，或者是介于动态补偿与静态补偿之间的改良产品。详见：第“20、复合开关是什么开关？” ************SVC&&SVG 止无功补偿器(Static Var Compensator——SVC)等。其中，SVC是用于无功补偿 典型的电力电子装置，它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和 电容器的容量，从而改变输电系统的导纳。按控制对象和控制方式不同，分为晶 闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor——TCR)和晶闸管投切电容器 (Thyristor Switching Capacitor——TSC)以及这两者的混合装置(TCR+TSC)、 TCR与固定电容器(Fixed Capacitor)配合使用的静止无功补偿装置(FC + TCR) 和TCR与机械投切电容器(Mechanically Switch Capacitor——MSC)配合使用的 装置(TCR+MSC)。 为静止无功发生器(Static Var Generator——SVG)。它既可提供滞后的无功功 率,又可提供超前的无功功率。SVG分为电压型和电流型两种，图3给出了SVG装置
无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，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，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
无功补偿装置的设计要求 对于电压为lOkV及以下、单组容量为1000kvar及以下的无功补偿电容装置的设计要求如下。 ①电容器装置载流部分（开关设备及导体等）的长期允许电流，G 1214T1UF高压不应小于电容器额定电流的1. 35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。 ②电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值（2倍额定电压）降至50V所需的时间，对高压电容器最长为5min，对低压电容器最长为1min。 ③高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时也可接成三角形；低压电容器组应接成三角形。 ④高压电容器组应直接与放电装置连接，中间不应设置开关设备或熔断器。低压电容器组和放电设备之间，可设自动接通的接点。 ⑤电容器组应装设单独的控制和保护装置，但为提高单台用电设备功率因数用的电容器组，可与该设备共用控制和保护装置。 ⑥单台电容器应设置专用熔断器作为电容器内部故障保护，熔丝额定电流为电容器额定电流的1.5～2倍。 ⑦当装设电容器装置附近高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器，串联电抗器也可兼作限制合闸涌流的电抗器。 ⑧电容器的额定电压与电力网的标称电压相同时，应将电容器的
外壳和支架接地。 当电容器的额定电压低于电力网的标称电压时，应将每相电容器的支架绝缘，其绝缘等级应和电力网的标称电压相配合。 ⑨装配式高压电容器组在室内安装时，下层电容器的底部距离地面不应小于0. 20m，上层电容器的底部距离地面不宜大于2. 50m，电容器装置顶部至屋顶净距不应小于1m，电容器布置不宜超过三层。 装配式电容器组当单列布置时，网门与墙距离不应小于1.30m;当双列布置时，网门之间距离不应小于1.50m。 ⑩电容器外壳之间（宽面）的净距不宜小于0.lOm，但成套电容器装置除外。 ⑩设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用非可燃性油浸式电容器或干式电容器。
第一章绪论 1.1 课题背景 随着现代电力电子技术的飞速发展，大量大功率、非线性负荷的接入电网中，使得电网供电质量受到了严重的威胁。特别是一些像电弧炉、轧机、整流桥等非线性和冲击性负荷的大量使用是导致电能质量恶化的最主要来源，造成了一系列严重的影响。 理想状态的电力供应要求频率为50Hz，电压幅值稳定在额定值的标准正弦波形。在三相电网供电系统中，A、B、C三相电压电流的幅值大小相等、相位差依次落后120度。但当电力用户的各种用电装置接入电力系统后，电力供应由理想的电力供应变成了电压电流偏离这种状态的非理想状态。电网中的许多用电负荷都具有低功率因数、非线性、不平衡性和冲击性的特征，这些特征严重地危害着电网的电力供应，可表现在：电压值跌落或浪涌、各次谐波含量大、电压波形发生闪变、电压电流波形失真等，这样便出现了电能质量问题。由文献一把电能质量[1]可定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及有频率偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。实际电网中的电能质量问题主要表现如下[2]： (1) 低功率因数，高电网损耗，高生产成本，低生产效率和较低设备使用安全性； (2) 无功负荷突变能直接引起电网供电电压降落与浪涌、电压波动和电压闪变， 甚至能影响用电设备的正常使用与造成工农业生产的停产； (3) 非线性负荷的谐波电流造成电网电压畸变，它能导致如下结果： (a) 电力系统中继电保护及安全装置的误动作； (b) 电力电容器中通过的谐波及放大电网的高次谐波电流，使电容器过电流、 过电压或者过温过热，造成电容器鼓肚现象，减少电容器的使用寿命、甚至会烧毁； (c) 造成电力变压器铁芯饱和，增加了铁芯损耗，引起变压器发热减少其使 用寿命； (d) 造成各种用电设备发热； (e) 加速各种用电设备绝缘的老化与击穿，带来经济上的损失； (4) 造成电网三相不对称，造成中心线过电流，引起中心线过温。 静止型动态无功补偿装置即Static Var Compensator( SVC )是目前国内外解决这一系列问题普遍采用的方法，在无功负荷接入点处接入SVC装置后，无功负荷冲击得到抑制、高次谐波得到滤除、三相电网得到平衡、PCC点电压得到稳定和提高了
一、矿热炉简介 矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（碳化钙）等。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。同时电石炉、黄磷炉等由于使用状况和工作状态相同，也可以归结在矿热炉内，但是由于黄磷炉的。纯阻性负载情况，因此也有将黄磷炉归结到电阻炉的说法。 二、矿热炉主要类别、用途 注：电耗值随原料成分、制成品成分、电炉容量、操作工艺等的不同而有很大差异。这里是一个大概值。 三、结构特点
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，矿热炉系统损耗如下图所示 由上图可见，短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，改善电极不平衡度，那么将可以达到以下的效果： A、降低生产电耗 3%～6％； B、提高产品产量 5%～15％。 从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用可以在创造的综合效益中短期内收回。一般情况下为了解决矿热炉自然功率因数低下的问题，我国目前多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相（短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相）和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能增加变压器的出力，但可以避免罚款，仅仅是对供电部门有意义。 相对高压补偿而言，低压补偿的优势除提高功率因数外,主要体现在以下几个方面： 1)、提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。 针对电弧冶炼而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的，将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力，变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。 2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状况。
高低压无功补偿装置设计选型结构 1、装置主要由并联电容器、电容器专用熔断器、串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、隔离接地开关、支柱绝缘子、连接母线和电容器构架等设备组成。若采用双星形接线中性点不平衡电流保护或单星形接线桥差保护，应有电流互感器。 2、串联电抗器串接在电容器组的回路中，用于抵制高次谐波和限制合闸涌流。 用于抵制5次用以上谐波时，电抗器可按Xl/Xc=4.5%-6%配置。 用于抵制3次用以上谐波时,电抗器可按Xl/ Xc=12%-13%配置。 仅用于限制涌流时，电抗器可按Xl/ Xc=0.5%-1%配置。 3、氧化锌避雷器并接在电容器组线路上，以限制投切电容器所引起的操作过电压。 4、放电线圈并接于电容器组的两端，当电容器组继开电源时，能将电容器两端剩余电压在5秒~20秒内自电压峰值降至0.1倍额定电压或50V以下。 5、根据装置所装置设备（电容器、电抗器等）的布置可分为片架式、柜式、围栏式、模块式、集合式和户外箱式等形式。 片架式 结构即以片架（包括直梁、横梁和横档等）为计量单位的零部件，通过螺栓等系列标准件连接而成电容器组构架，其四周为网门。装置具有价格低、运输方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 柜式 结构即将所配置的元器件均装在类似高压开关柜的构架上，柜门用钢板网或镀锌钢板网制成。装置由电抗器柜、放电柜和电容器柜等三部分组成。装置具有外观整齐，方便安装等特点。6kV和10kV等电压等级容量在300kvar~3000kvar 的装置适宜采用该结构形式。 模块式 结构即将设备安装在用型材制成的单元模块上，安装时只需层层或行行拼接即可。该结构又分立式电容器安装和卧式电容器安装两种形式，且单元电容器宜采用内熔丝电容器，具有外形整齐、安装方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 集合式 结构即由密集型电容器等设备组成的电容器组。具有占地面积小、安装维护方便等特点。6kV、10kV和35kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 围栏式 结构即将可拆式网门护栏在电容器组和电抗器等设备的四周，围栏和设备间留有检修通道。35kV等电压等级的装置适且采用该结构形式。 户外箱式
×××钢铁有限公司 35kV动态无功补偿(SVC)成套装置 技术方案书
×××有限公司
目录 1.整体方案说明 (4) ２. TCR型SVC (5) ２.1控制原理说明及框图 (5) ２.2 SVC系统的组成及控制原理 (7) ３.１电弧炉供配电系统和设备参数 (9) ３.２电能质量技术指标 (10) ４. SVC系统设计 (11) ４.1 SVC容量计算 (11) ４.2 SVC容量确定 (13) ４.3 负荷实测数据分析对比 (15) ４.4 滤波器FC设计 (16) ５.１SVC保护配置 (20) ６SVC招标范围及供货清单 (23)
1.整体方案说明 本工程所需补偿负荷为8M的电弧炉一台及4M精炼炉一台，负荷电压等级为35kV。EAF炉和LF炉为特殊的冲击性负荷，在冶炼过程中快速的无功波动及冲击将会在电网中产生电压波动和闪变，另外由于EAF 炉和LF炉为非线性负荷，在运行过程中将产生各种高次谐波，污染电网，对电网中其它机电设备造成危害。为此需在该工程的35kV母线上设置一套静止型动态无功补偿（SVC）成套装置。 TCR部分安装容量为8.5Mvar。FC部分设置2、3、4次三个滤波通道，基波补偿容量8.5Mvar,安装容量12.6Mvar。 滤波装置（FC）配置
２. TCR 型SVC ２.1控制原理说明及框图 ２.1.1一般电力系统用户负荷吸收有功功率L P 和无功功率L Q 。 简单的负荷连接 电源提供有功功率PS 和无功功率QS （可能为感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有S L P P =，S L Q Q =。没有足够无功补偿的电网存在以下几个问题： 1）电网从远端传送无功； 2）负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量。 因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，改善电网电能质量。 3.1.2可调电抗器补偿无功
高压SVG培训 我是思源清能电气电子有限公司，服务工程师，张治福，我的手机号是： 第一章装置电气原理与构成 1.1电气原理 SVG装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y形连接，10kV装置每相由12个功率单元串联组成，6kV装置每相由8个功率单元串联组成，运行方式为N＋1模式。下图所示为SVG装置的连接原理图。
图1-1 10kV装置的连接原理图 图1-2 6kV装置的连接原理图 10kV装置的电气原理如下图。 图1-3 10kV装置的电气原理图 1.2装置构成 SVG装置主要由五个部分组成：控制柜、功率柜、启动柜、连接电抗器和冷却系统。这里采用风冷。
1.2.1控制柜 控制柜由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。 控制电源提供了DC24V和DC5V电源系统，为控制器和继电器操作供电。 操作面板包括了液晶屏显示、信号指示灯。操作部分包括启机按钮、停机按钮和复位按钮。 空气开关的功能如下表所示。 表2-1 空气开关功能表
第二章装置的控制面板说明 2.1 装置的运行状态 SVG装置带电时，运行在五种工作状态：待机、充电、运行、跳闸、放电。各状态说明和转换关系如下： 1)待机状态 装置上电后立即进入待机状态，然后进行自检。若无任何故障且状态正常，装置复位后，则点亮就绪灯。若在就绪情况下收到用户启机命令，则闭合主断路器。主断路器闭合后即转入充电状态。 2)充电状态 表示装置的直流电容正在充电，由于装置为自励启动，主断路器闭合即表示装置已经进入了充电状态。若在主断路器闭合后直流电压充电到超过直流设定值，则自动闭合启动开关以短路充电电阻，启动开关闭合后延时10s自动转入并网运行状态。 3)运行状态 表示装置处于并网运行的工作状态，可以在各种控制方式下输出电流，达到补偿无功、负序或谐波的效果。若在此过程中出现报警，报警指示灯亮，不影响装置正常运行；若在此过程中出现过流、同步丢失等可恢复故障，装置将闭锁，待手动或自动复位消除故障后，装置将重新解锁运行；若在此过程中出现严重故障或收到停机命令，装置将发跳闸命令，并转到跳闸状态。 4)跳闸状态 表示装置正在执行跳闸指令。一进入跳闸状态，装置就立刻发跳闸命令。检测到主断路器断开后进入放电状态。 5)放电状态 表示装置正在放电。主断路器断开后，直流电容将缓慢下降直至为0。该状态时持续10s后装置自动转入待机状态。 2.2 控制柜屏面说明 装置提供了液晶操作面板、控制按钮和远程后台三种方式对装置进行操作。
动态无功补偿技术的应用现状及发展刘宪栩 发表时间：2018-05-31T10:36:53.397Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘宪栩王云昊刘楠 [导读] 摘要：在电力系统输送电能的过程中,无功功率不足,将使系统中输送的总电流增加、使变压器的输出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降。 （国网天津市电力公司城西供电分公司天津市 300190） 摘要：在电力系统输送电能的过程中,无功功率不足,将使系统中输送的总电流增加、使变压器的输出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降。对于电力用户来说,过多地从电网中吸取无功,不仅使电网损耗增加,也影响自身的用电和生产。可见无功功率对供电系统和负荷的运行都十分重要。但是,近些年来,随着我国工业的迅速发展,一些大功率非线性负荷的不断增多,对电网的冲击和谐波污染也呈不断上升趋势,缺乏无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大,引发了多种电能质量问题。主要包括:功率因数低、谐波含量高、三相不平衡、功率冲击、电压闪变和电压波动。 关键词：动态无功补偿技术；应用现状；发展 引言 在电力系统的运行中，系统运行的安全性、可靠性和经济性、输送电能的质量是其最根本的问题。一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。特别是如电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统提供大量无功功率。特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。 1动态无功补偿技术的现状 性能优良的SVC（静止无功补偿器）和技术更为先进的STATCOM（静止同步补偿器）已大规模应用于电力系统及工矿企业。 1.1同步调相机 早期的动态无功功率补偿装置主要为同步调相机,是传统的动态无功补偿设备,多为高压侧集中补偿,一般装于电力系统的枢纽变电站中,以减少因传输无功功率引起能量的损耗和电压降落。由于它是旋转电机,运行中的损耗和噪声都比较大,维护复杂费用高,且响应速度慢,所以难以满足快速动态补偿的要求。目前已逐渐退出动态无功补偿领域,在现场中仅有少量使用。 1.2静止无功补偿器（SVC） 静止无功补偿器（SVC）于20上世纪70年代兴起，现在是已经发展的很成熟的FACTS（柔性交流输电系统）装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（无功和电压补偿）。SVC装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）和滤波器组（FC）。随着电力电子技术的不断发展和控制技术的不断提高，SVC向高压大容量多套并联的方向发展，以满足电力系统对无功补偿和电压控制的要求。南瑞继保在SVC的技术发展中做出了很大贡献，为国内外电网提供了多套大容量SVC系统。安装于新疆-西北联网工程第二通道750kV沙州变电站的SVC系统容量为-360Mvar（感性）～360Mvar（容性），由两套配置相同的SVC组成，直接接入变电站同一条66kV母线，每套SVC包含TCR(-360Mvar)×1，滤波器组(+180Mvar)×1。本工程SVC系统TCR单体容量达到360Mvar，直接接入电压等级高达66kV，开启了我国输电系统大容量、高电压动态无功补偿器的新篇章。 1.3静止同步补偿器（STATCOM） STATCOM系统基于电压源型变流器，采用目前最为先进的无功补偿技术，将IGBT构成的桥式电路经过变压器或电抗器接到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，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，实现动态调整控制目标侧电压或者无功的目的。同时如果需要STATCOM在补偿无功的基础上对负载谐波进行抑制，只要令STATCOM输出与谐波电流相反的电流即可。因此，STATCOM能够同时实现补偿无功功率和谐波电流的双重目标。 南瑞继保研制的百兆乏直流换流站动STATCOM在南方电网±500kV/3000MW永富直流富宁换流站顺利投运，该项目是大容量STATCOM装置应用于高压直流输电领域中的首个成功案例。此STATCOM系统包含协调控制系统和两套35kV/±100MVArSTATCOM成套设备。换流阀采用多电平电压源型换流器结构，成套设备占地面积小、功率密度高，具备快速暂态无功补偿、目标电压控制、交流系统故障穿越、协调控制等功能，是缓解直流换相失败、无功电压调节等的最佳解决方案，代表着柔性交流输电和用户电能质量领域的前沿方向。 2动态无功补偿技术的发展 2.1电力有源滤波器 电力有源滤波器的基本原理如图1所示。 图1 电力有源滤波器的基本原理 电力有源滤波器的交流电路分为电压型和电流型,目前实用的装置90%以上为电压型。从与补偿对象的连接方式来看,电力有源滤波器可分为并联型和串联型。并联型中有单独使用、LC滤波器混合使用及注入电路方式,目前并联型占实用装置的大多数。但电力有源滤波器现仍存在一些问题,如电流中有高次谐波,单台容量低,成本较高等。随着电力半导体器件向大容量、高频化方向发展,这类既能补偿谐波又能补
修改稿收到日期:2010-03-22。 第一作者董鹏飞,男,1984年生,现为郑州大学自动化专业在读硕士研究生;主要研究方向为模式识别与智能系统。 智能无功补偿器的设计和实现 Desi g n and I m p l e mentati o n o f I ntelli g ent Co mpensator for Reacti v e Power 董鹏飞 李建华 李 盛 (郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001) 摘 要:针对电力系统中无功补偿装置的发展现状,通过对无功补偿原理和方式的分析研究,设计了基于P I C18F4520单片机的智能无功功率补偿控制仪。该控制仪以九域图原理作为投切电容器的依据,并通过RS 232/485串行口与GPRS 模块连接,实现与主控中心进行实时数据的传输和交换。实测应用证明,该系统避免了复杂的参数计算,简化了系统结构,且价格低廉、软件编程简单、抗干扰能力强。 关键词:无功补偿 控制器 功率因数 串口通信 GPRS 中图分类号:T M 46 文献标志码:A Abstract :In accordance w it h t he current stat us o f reacti ve po w er compensati on i n electric po w er syste m,t hrough anal y sis and research on the co mpensation pri nci ple and mode ,t he compensati on controll er based on P I C18F4520si ng l e chi p co mputer has been desi gned .The contro ll er a dopts t he ni ne zone graphic t heory as t he criteria o f connecti ng or disconnecti ng the capac i tor ,and t hrough RS 232/485serial port to connect w ith GPRS modul e t o m i ple ment rea l tm i e dat a trans m i ssi on and exchange w ith ma i n contro l center .T he rea l t est verifi es t ha t t he complicated ca l cu l ati on of the parameters is avo i ded by the syste m ;and t he s yste mati c structure is sm i p lified .The syste m features l o w cos,t ease program m i ng and off ers h i gh anti i nterf erence capability . K ey words :Compensati on for reactive power Controller Power fact or Seri a l co mmunica ti on GPRS 0 引言 随着国民经济的发展,工厂自动化和办公自动化程度的不断提高,电子设备对供电电源的供电质量要求也越来越高。工厂内碳硅炉的整流设备、电焊机和电子设备等会产生大量的无功功率及高次谐波,这将会严重污染电网,降低电网的运载能力和电能损耗,影响电子设备的正常运行 [1] 。为提高用户的用电质量、 净化电网、提高电网的运载能力、降低电能损耗,避免随之引起的危害和损失,应对无功功率进行治理,而电力网络性能要求的提高增加了无功补偿控制装置的成本。为了解决成本与性能之间的矛盾,设计了以P I C18F4520单片机为核心的智能无功功率补偿装置,系统在降低网损的同时,也有效地提高了配电系统的电压质量。 1 系统的总体结构设计 在电力系统中,由于各用电器的参变量基本相同,通过对这些参变量的数据分析,基本上可以实现对线 路中的设施进行自动控制的目的。无功补偿方式一般采用三相固定补偿、三相动态补偿和单相动态补偿相结合的方式。系统框架如图1所示。 图1 系统架构图F i g .1 Structure of t he sy stem 系统一般在强交电磁场环境中工作,为防止干扰信 号所造成的开关误动作,系统必须具有较强的抗干扰能力。因此,控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PI C18F4520单片机,输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时,为保证提供的变量以及参变量数据的精度,前级采样互感器采用精度为 5%的互感器,运放采用失真较小的L M 134系列,A /D 转换部分采用AD7656。此外,系统选用20MH z 晶振, 智能无功补偿器的设计和实现 董鹏飞,等
简析变电设计中无功补偿装置的设计方式 发表时间：2018-02-08T15:52:08.367Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：孙超 [导读] 随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。 国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司河北省秦皇岛市 066000 摘要：随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。本文就变电设计中无功补偿装置的设计方式进行分析。 关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式 在经济建设快速发展过程中，电网建设与电网普及覆盖面不断扩大，但是由于我国电网建设起步较晚，易出现供电不良、供电分布不均等现象，这对城市用电造成了一定的影响，而无功传输可以减少电网电压输送损耗，因此为了能够更好的提高电网电能输送量，为居民用电量提供有效保障，加强变电设计中无功补偿装置设计方式研究就显得越发重要。 1 变电设计中进行无功补偿的必要性 电力传输系统中最常见的用电设备有变压器、异步电动机、输电线路等，大部分设备都是属于感性负荷性质的元件，在运行的过程中应该要向这些设备提供相应的无功功率，无功电源主要有发电机、静电电容器、静止补偿器等，无功功率的产生一般不会产生太多的能耗，但是无功功率在传输的过程中会产生电压以及功率的损耗。如果是由发电企业直接向用户提供无功功率，则会导致输电线路以及变压器因为输送大量的无功功率造成能量损耗，对经济效益是一种损耗。因此在电能的传输过程中，为了最大限度地减少无功功率在传输过程中的损耗，提高输电、配电设备的功率，应该要加强无功补偿设备的配置，按照分级补偿和就地平衡的原则进行合理的布局。合理地布置无功功率的补偿容量，改变电力网的无功潮流分布，可以减少电能传输网络中的有功功率的损耗以及电压的损耗。从而对用户端使用的电能的质量进行改进。在进行无功补偿装置的设置过程中，应该要根据电网的电压、系统的稳定性、无功平衡等多方面的要素，对补偿装置的设置地点、补偿装置的容量、种类形式等进行确认。电气的安装过程中，应该要从安装地点的自然环境、各种装置的接线方式、布置形式等方面出发，避免装置引起的操作过电压和谐振过电压对电能产生影响。 2 无功补偿的概念和原理 在供电系统中，所谓的无功补偿是对无功功率补偿的简称，主要功能是提高供电效率，降低输电线路损耗以及供电变压器，提高电网的功率因数，改善供电环境。所以，无功补偿在电力系统中占据着不可缺少的地位。对无功补偿装置进行合理的配置，可以提高供电质量，减少电网损失，假如选择不合适的电网，就可能导致电压不断波动，谐波不断增大等诸多问题。在电网输出的功率中，包括了无功功率和有功功率两部分，无功功率不可以直接消耗电能，把电能转化成另一种形式的能，而这种能是电气设备做功不可缺少的条件，与此同时，它还可以实现和电能的周期性转换；有功功率主要是直接消耗电能，把它转化成其他形式的能，比如化学能、热能等，并且利用这些能做功。 所说的无功补偿的原理指的是，把具有感性功率负荷的装置和具有容性功率负荷的装置在同一个电路上实现并联，使能量可以在两种负荷之间可以相互流通，进而利用容性负荷输出的无功功率，对感性负荷所需要的无功功率进行补偿。从实质方面分析，就是用交流电容器代替原来的变压器或者电网，进而提供相应的无功功率。 3 变电设计中无功补偿装置的设计方式 3.1 调相机设计 在进行变电设计无功补偿装置设计时，调相机设计是以往最常使用的一种设计方式，具体而言，调相机无功补偿设计方式应用过程中，主要是利用了同步调相机这一装置设备，此种装置设备与发电机的原理大致相同，是通过励磁运行作用让电力系统中接收到无功功率，而当欠励磁运行时，电力系统又可以将感性电磁再次传输出去，这样就实现最佳的无功负荷运行效果。因此在进行调相机无功补偿设计时，重要的就是对励磁运行装置进行调节控制，从而实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收或者输出，为电力系统的安全运行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在进行调相机无功补偿设计时，由于同步调相机属于旋转式机械，在运用的过程中有功损耗比较大，因此若是使用的同步调相机容量比较小，易造成成本方面的浪费，因此在电网系统运行需求量不断增加的今天，利用调相机进行无功补偿设计还应不断进行改进。 3.2 电容器设计 电容器设计也是变电设计中无功补偿装置设计的一种常见方式，电容器无功补偿设计，就是在电网中并联电容器，从而实现容性负载提升，这样电网系统在进行容性功率吸收或者输出时，就可以更好的实现线路中感性负荷方面的无功要求，进而实现最佳的无功补偿效果。同时利用电容器进行无功补偿设计，投资费用比较少，并且调试方便，既可以集中式的进行使用，也可以分散性的进行设置，因此此种设计当时的灵活性是比较好的。由于电容器无功补偿设计具有如此多的优势，因此有数据调查显示，在我国已经有90%的电网系统利用电容器设计进行无功补偿。但是在利用电容器进行无功补偿时，必须要保障无功功率与节点电压数值之间呈现一种正比例关系，这样才能减少电力系统之中电压的损耗，若是在进行电容器无功补偿设计时，无法满足这一要求，实际补偿效果也会受到一定的影响，这是现下应用电容器无功补偿设计方式的一大难点，为此还需不断的加强电容器无功补偿设计方式方面的研究。 3.3 无功补偿器（SVC）设计 无功补偿器是第二代无功补偿装置，通常而言是指静止无功补偿器，其应用范围有输电系统的负载无功补偿以及波阻补偿。具有代表性的有晶闸管投切电抗器（TCR）、晶闸管控制电抗器+固定电容器（TCR+FC）、晶闸管投切电容器（TSC）。实现无功补偿的原理就是通过控制晶闸管触发角，来改变接入系统的等效电纳，从而实现调节系统中无功功率的输出的目的。但是该种装置尚存在问题：由于晶管具备班控的特点，一旦被触发导通，则只有等到流经它的电流不超过维持电流之后才能够关断，因此在半个电源周期时间范围内，反并联