SVG不同负荷、不同组合解决方案

发布时间:2021-08-26      浏览量:231

一、不同负荷解决方案

SVG用于电网补偿

枢纽变电站

电力系统目前正在趋向于大功率电网、长距离输电、高能量消耗发展,同时也要求输配电系统更加可靠、高效。能源分布不均匀带动了跨区域电力输送的发展。在远距离输电过程中的一处或多处适合的位置上安装SVG,可以有效提高电力系统输配电性能,提高系统的电压稳定水平;减少传输损耗,有效提高线路输电容量,使现有电网发挥最大效率;增强电力系统阻尼,缓冲功率震荡。

负荷中心变电站

区域配电网负荷增长快,负荷变化特点显著。对于负荷中心而言,由于负载容量大,又没有大型的无功电源支撑,因此容易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的事故。在一般采用分级投切电容器组方式补偿无功的变电站,由于电容器不能随负荷的变化来实现精确调节,容易造成向系统倒送无功,抬高母线电压,危害用电设备及系统稳定性。在配电网负荷中心站安装SVG装置可精确调节无功输出,避免无功倒送,显著提高系统功率因数,维持负荷侧电压,提高负荷侧供电系统的电压稳定性。同时可配合电容器和变压器,减少电容器组开关的投切次数、减少变压器有载分解开关的调节次数,提高开关寿命,实现电能质量综合控制。

SVG用于电弧炉补偿 

电弧炉是非线性的冲击负荷,炉料融化期间电弧不稳定,给系统带来严重的有功、无功冲击。大量的无功功率消耗造成功率因数较低;无功功率的冲击引起母线电压的持续波动,造成了闪变现象的产生;交流电弧炉三相放电电弧的差异还造成了三相负荷电流不平衡,产生负序电流;产生严重谐波,普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况,使电压畸变更趋复杂化。

采用SVG可以对电弧炉实现动态容性无功补偿、提高功率因数;其谐波补偿功能可以消除谐波;其分相补偿功能可以消除电弧炉造成的三相不平衡,最大限度地降低电压闪变的影响。SVG可以向系统提供容性无功功率来提高功率因数,大幅度提高母线电压稳定度(完全满足国家标准),显著减少断弧现象,提高了冶炼效率,吨钢电耗量一般可减少10%以上,单炉冶炼时间可缩短8%-15%。同时,会大幅降低谐波过电压带来的电缆绝缘损坏频度,带来显著的经济效益。

SVG用于轧钢机补偿

轧钢机负荷由大功率直流电动机、异步电动机、同步电动机及各种直流整流器、交流变频调速器等大功率电力电子设备组成,冲击大、无功消耗大、谐波电流大、功率因数低,造成母线电压波动及电压下降,严重时使电气设备不能正常工作,降低生产效率;负载传动装置产生以5、7、11、13为代表的奇次谐波电流流入电网,使配网电压严重畸变增大损耗,同时造成谐波尖峰电压,损坏电缆绝缘。这些特征造成电网不能满足国家电能质量标准的要求,不利于电网经济运行,对用户电气设备也造成恶劣影响。

采用SVG对轧钢机负荷进行补偿,可以减少负荷对供电系统的电压波动,稳定系统母线电压,滤除或抑制轧机产生的谐波,提高功率因数,满足生产需要,并大大节约系统无功损耗,而且避免传统SVC等阻抗型补偿装置带来的系统谐振或者谐波放大等问题,极大的提高电网的安全性。

SVG用于煤炭行业补偿

煤矿供电系统中主要的用电负荷是主副井提升机、采煤机、通风机、皮带机、井下电动车、排水泵等。大量电机的使用使得供电系统的功率因数比较低。电机启动的瞬间对供电系统造成无功冲击,导致电压发生波动和闪变。电机的转速调节装置以及大型通风电机的转速和通风量调节都是通过电力电子器件构成的变流、变频装置来完成的。这些电力电子装置构成的整流回路、逆变回路、直流斩波电路等,在运行的过程中,产生了大量的谐波,会给供电系统的电能质量带来很大危害。

SVG应用于煤矿行业,可以提高负荷功率因数,减小线路损耗,提高电网和主变压器的使用效率;减小无功冲击,抑制电压波动和电压闪变;滤除负荷谐波,保证供电系统电能质量。

SVG用于风力发电厂、光伏发电厂补偿

风力发电场一般短路容量小,风资源的不确定性使得风力发电机输出功率的产生波动,另外负荷的波动都可能造成接入母线的电压波动频繁,导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动等问题,不仅影响了电网的电能质量,对风机的正常发电运行也造成了影响。光伏发电系统同样面临光伏时变性,及功率因数低、电压偏差、电压波动等电能质量问题。SVG的动态性能优异,性价比高,非常适用于风电厂、光伏电厂无功补偿。国外的风电厂、光伏电厂已普遍开始应用SVG进行无功快速补偿。

SVG用于石化系统的补偿

石化行业主要负荷包括各种泵类,风机、压缩机等电动机负荷,电动机占总用电负荷的85%以上,电动机的大量使用会导致功率因数偏低,大型电动机例如炼油催化主风机和乙烯聚合造粒机等的起动,会造成较大母线电压波动。现在不少泵类负载都配有变频器,变频器的应用会使石化行业配电系统中的谐波含量大大增加。石化企业广泛使用的电脱盐、电除尘、电解槽、电加热器、开关电源及UPS等许多晶闸管整流设备,也会给电网造成大量谐波。另外,石化行业大量使用的荧光灯、高压汞灯、高压纳灯与金属卤化物灯等气体放电类电光源,会给电网造成奇次谐波电流。

在石化行业中使用带谐波补偿功能的SVG不仅可以快速补偿系统无功功率,减小电压波动,还能滤除系统中的主要谐波,保障石化系统用电安全、可靠、稳定、高效。

电气化铁路及轨道交通

高速铁路及轨道交通供电系统单相供电的特点,造成供电网严重的三相不平衡和较低的功率因数,同时产生大量谐波,另外由于使用了大量电缆进行电力传输,对电网存在以下威胁,产生大量容性无功,功率因数低;抬高线路末端电压;存在与系统谐振的可能。另外城市轨道交通运行的特点是白天列车高峰时期无功不足,夜晚列车停运后由于电缆等效电容的影响无功过程,造成功率因数持续偏低,存在利率调整电费罚款情况。

使用分相补偿的SVG可以改善三相不平衡,提高系统功率因数,同时滤除系统中的主要谐波。

二、不同组合解决方案

1.SVG

针对无功补偿容量较小,电流畸变较小的场合,采用SVG单独补偿方式。

2.SVG+APF

针对无功补偿容量较大,电流畸变严重的场合,可采用SVG+APF补偿方式,SVG补偿系统无功,APF抑制电网谐波电流,改善电网电压,两者各司其职。

3.SVG+FC

针对无功补偿容量大,成本要求严格的场合。SVG和FC(电容器组)配合补偿无功,SVG可配置为系统容量的一半或更小,有效降低成本;FC可配置为单调谐滤波器,有效抑制电网谐波电流。

4.SVG+APF+FC

针对无功补偿容量大,电流畸变严重,成本控制严格的场合。SVG、APF和FC(电容器组)配合无功和谐波补偿,SVG可配置为系统容量的一半或更小,有效降低成本;FC可配置为单调谐滤波器,有效抑制电网谐波电流;APF用来抑制高次谐波电流。

    河北旭辉电气股份有限公司

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