动态无功补偿(冶金)
动态无功补偿原理
动态无功补偿原理动态无功补偿原理是指根据电力系统运行中发生的无功功率变化,通过控制补偿装置来实现对系统的无功功率进行补偿,以提高电力系统的功率因数和电压质量,保证电网的稳定运行。
动态无功补偿主要用于大规模的电力系统,如电网、变电站等,通过补偿装置对电力系统中的无功功率进行动态调整,以满足电力负荷需求和优化系统运行。
动态无功补偿原理主要包括无功功率的计算和补偿器件的控制。
在电力系统中,无功功率是指由电感元件和电容元件产生的功率,它与电流的相位有关。
无功功率分为感性无功功率和容性无功功率,感性无功功率是由电感元件产生的,而容性无功功率是由电容元件产生的。
无功功率的计算是通过测量电压和电流来进行的。
当电流滞后于电压时,表示系统产生了感性无功功率;而当电流超前于电压时,表示系统产生了容性无功功率。
通过测量电流和电压的相位差,可以计算出无功功率的大小。
而补偿器件的控制是指根据无功功率的计算结果,对补偿装置进行控制,调整其容性或感性的阻抗来实现无功功率的补偿。
补偿装置主要包括静态无功补偿器和动态无功补偿器两种。
静态无功补偿器主要是通过电容器和电感器来实现无功功率的补偿,可以通过开关、电容器、感应器等元件进行调整。
而动态无功补偿器主要是通过控制电力电子元件来实现无功功率的补偿,可以根据系统需求进行动态调整。
动态无功补偿器的主要控制策略包括电流控制和电压控制两种。
电流控制是指通过监测电流,根据设定的无功功率值,调整补偿器的容性或感性来实现无功功率的补偿。
电压控制是指通过监测电压,根据设定的电压值,调整补偿器的容性或感性来实现系统电压的调整。
动态无功补偿原理的具体实施过程可以分为以下几步:首先,通过电流和电压测量装置对电力系统中的电流和电压进行实时监测。
然后,通过数据处理系统对监测到的电流和电压进行分析和计算,得到系统中的感性无功功率和容性无功功率。
接下来,根据系统的负荷需求和运行要求,设定无功功率的补偿目标。
然后,通过控制装置对补偿装置进行控制,调整其容性或感性的阻抗,以实现所需的无功功率补偿。
动态无功补偿装置简介
动态无功补偿装置简介目录一、概述 (3)二、产品介绍 (4)2.1、静止无功补偿装置(SVC) (4)1) 产品原理 (4)2) 产品组成 (6)3) 主要作用 (7)4) 技术指标 (9)5) 应用案例 (10)2.2、静止无功发生器(SVG) (12)1) 产品原理 (12)2) 产品组成 (13)3) 产品特点 (15)4) 技术指标 (15)5) 应用案例 (16)2.3、动态无功补偿装置的选择 (17)三、市场分析 (18)3.1、风电行业 (18)3.2、光伏行业 (20)3.3、电网 (22)3.4、工业领域 (23)一、概述无功平衡对提高电网稳定、改善供电质量和提高经济效益至关重要。
我国电网建设和运行中,长期存在着无功补偿容量不足和配备不合理的问题,特别是可调节的无功容量不足,快速响应的无功调节设备更少。
随着工业规模的快速发展,诸如电弧炉、轧钢机、大容量电动机、电气化铁路牵引机车等冲击性或不平衡负荷迅速增加,使得负荷波动日益加剧,造成电压不稳、功率因数偏低、谐波污染等电能质量问题,给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。
因此需要大量快速响应的可调无功电源,来维持系统无功潮流平衡、调整电压、降低损耗、提高供电网可靠性以及保持系统稳定性。
传统的无功补偿设备有并联电容器、调相机和同步发电机等,由于并联电容器阻抗固定不能动态跟踪负荷无功功率的变化;而调相机和同步发电机等补偿设备又属于旋转设备,其损耗、噪声都很大,而且还不适用于太大或太小的无功补偿。
所以这些设备已经越来越不适应电力系统发展的需要。
采用静止无功补偿器SVC(Static Var Compensator)和无功发生器SVG是解决电网中无功补偿和谐波滤波问题的最有效措施之一,在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投资和运行费用的经济性等方面都比传统调相机有明显的优势,在解决电网稳定性以及配电电能质量等问题中发挥了相当重要的作用,是目前各国普遍采用的先进实用技术。
TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置
TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置(下称SVC),它较好的解决了冶金设备(电弧炉、轧机)、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题,能稳定母线电压,提高功率因素,消除闪变,滤除谐波,平衡三相负载,提高电网输送能力。
SVC高压静止式动态无功补偿装置的详细介绍TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置(下称SVC),它较好的解决了冶金设备(电弧炉、轧机)、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题,能稳定母线电压,提高功率因素,消除闪变,滤除谐波,平衡三相负载,提高电网输送能力。
二、产品原理及实物图图1 SVC的原理图图2 SVC实物图通常,一个完整的SVC系统由一个TCR(相控电抗器)和几组L-C型滤波器(FC)组成。
TCR是一个连续可调的感性无功电源,而滤波器在滤除谐波的同时还是一个固定的容性无功电源。
SVC控制系统快速精确的达到下式所表示的效果:,其中等式当中,为负载无功功率,通常为感性的,为TCR感性无功功率,为容性无功功率。
三、产品优势及功能特点3.1 产品技术优势目前应用的动态无功补偿主要有以下几种方式:磁控电抗器MCR型SVC,TCR型SVC、静止式无功发生器SVG。
MCR的调节速度较慢,一般为100~300ms,损耗一般为1.2~2%之间,由于铁芯式饱和电抗器的固有特点,运行过程中噪音很大,振动很厉害。
饱和电抗器属于非线性元件,使得工作绕组的电流不能有效跟随控制绕组电流的变化而变化,为了抑制过补现象,MCR的无功控制范围在0~85%之间,而不是0~100%。
TCR型SVC的响应速度较快,为10mS,TCR型SVC装置直接安装在高压侧,工作电流小而损耗较小,一般为0.3%~0.4%,目前TCR型SVC是应该最多最广泛的动态无功补偿装置。
SVG是目前最为先进的无功补偿技术,但由于目前电力电子技术器件发展水平的限制,SVG技术成熟度较TCR型SVC要低,目前全世界范围内只有数十套的运行业绩,因此SVG全面推广还会有较长过程结合来看,TCR型SVC是目前技术最成熟,适用范围最广的动态无功补偿方式。
大容量冶金矿热炉低压动态无功补偿装置推广技术.
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臵推广应用审核机构: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2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 .................. 9 3、项目能源计量和监测情况 (10)四、项目节能量 .................................. 10 1、项目边界描述............................... 10 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 . ........................ 11 附:被核查单位意见表 . . (11)3节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表45一、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。
动态无功补偿技术在转炉整流变压器中的应用
专l 报 道 题
动态无功 补偿 技术在转炉 整流变压 器 中的应用
武钢股份公 司设备 管理部 武钢股份公 司炼钢 总厂 三分厂 宋志华 连丽珍 黄声 良
介 绍 了炼 钢 厂 转 炉整 流 变压 器应 用无 功 补 偿 技 术 的原 理 及 无 功 补 偿 设 备 投 运 前 后 的 实 测 效 果 分析 。
[] 2 张化 宾 等 . 降低 机 械 含 水 量 提 高高 炉 煤 气 热值 【J山东 冶 金 , J.
2 0 3. 0 3()
[ 杨 智勇等. 3 】 步进梁式 加热炉汽化冷却 系统设计研究[} J 冶金动 力 , .
2 0 1. 0 8()
[ 辑 :刘 雷】 编
2 1年o月 l中 0 6 2 国设备工程
度 ,脱水后 煤气热值 由3 3 k/ 高 ̄ 3 1k/ 1 3J 提 m J I 34 J ,可 节约 m
高炉煤气58 .%。 四高线 年产6 万t 0 ,煤 气单耗按4 0 3,高炉煤气 价格 5 m/ t 按01 m 计算 ,则年节 约高炉煤气 为16 万 m ,增加 效益 .元/ 56
仅 提 高 了供 电质 量 、减 少 了谐波对 其 它用 电系统 的 干扰 ,
减轻钢坯黑 印 ,改善加 热质 量。 () 汽化冷却 系统组成 2 步进 梁式加 热炉 的支撑梁 冷却 采用气 化冷 却强 制循环 方 式 ,气 化 冷却 系统 由 除氧给 水 系统 、汽包 、循 环 水泵 、 水梁冷却循环 回路等组成 。 7 利用高炉煤气烘炉 . 以前 公 司加 热炉 烘炉 用 的燃 料是 柴 油 ,为节 约 费用 ,
l .3 16 %
转 炉整流变压 器是较 普通变压 器 ,谐 波污染 严重 、内 损 及线路 损耗较大 ,无功损耗 偏高 ,致 使供 电系统功 率 因 数偏低 。应用感性 及容性 负载综合补偿 ,可有 效降低 无功 损耗 、优化供 电质量 ,提 高系统有 功功率 ,从 而提 高系统
静止型动态无功补偿装置(SVC)在厂矿企业的应用
静止型动态无功补偿装置(SVC)在厂矿企业的应用摘要:svc装置目前已广泛应用于冶金、电力、铁路等行业,如果发现运行中高压开关柜有发热现象,应检查柜内铜排连接处是否接触好,可采取涂导电脂等措施减少接触电阻。
关键词:svc装置原理应用中图分类号:u46 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)10(b)-0083-011 静止型动态无功补偿装置(svc)原理概述svc装置主要由可控支路和固定电容器支路并联而成,其主要应用型式是tcr+fc型:tcr支路功能是通过相控电抗器的电流控制相控电抗器输出的感性无功值ql,fc回路一个功能是提供固定的容性无功功率qc,另一个功能是通过电容器与电抗器的串联支路滤除电弧炉产生的主要高次谐波;电弧炉工作时产生负载感性无功用qfz表示,当svc装置系统参数设计合理时,可以使系统的无功功率qs=qc-qfz(随机变化)-ql(响应受控)=定值或0。
图1为我厂110 kv变电站svc装置原理图。
从图1可以看出,整套svc装置由3台高压开关柜、1组tcr支路、4组fc支路、1台tcr控制柜及配套电力电缆、支架组成。
2 svc装置的作用目前国内在用的svc成套装置达1000套以上,广泛应用于冶金、电力、煤炭、电气化铁路、有色冶金、石油化工等行业,应用于工矿企业时其主要作用有以下几点。
(1)滤除电弧炉、中频炉等产生的高次谐波,消除谐波对数控加工设备的干扰。
(2)平抑电弧炉炼钢时引起的电压波动、闪变和电压不平衡,提高供电质量。
(3)快速响应自动跟踪无功,提高功率因数,减少线路功率损耗。
3 svc装置使用效果我厂110 kv变电站6 kv母线为放射式单母线供电,其主要用电设备为数控机床、电焊机、电动机,中频炉,三台10t电弧炉(单台电炉变压器容量为5500 kva),系统未上svc装置前由于电弧炉、中频炉运行时产生2次、3次、4次及4次以上高次谐波,同时引起系统电压波动大,电压闪变严重。
钢铁企业高压动态无功补偿分析
( 1 )引起 电网电压下 降及 电压波动 ,严 重 时使 电气设备 无法正 常工作使功 率因数 降 低。 ( 2 )产生有 害谐波 ,主要 是 5 ,7 ,1 1 , l 3次为主 的奇次谐波及其他 高频谐波 ,使 电 网电压发生严重 畸变 。 电弧炉 ,精 炼炉是冶 金行业 的重要生产 设备 ,是典 型的非线性 无规律 负荷 ,超高 功 率 电弧炉 电极与废钢之 间的短路 ,断弧 以及 电弧 本身 的不稳定性 ,造成有 功功率 以及 无 功功 率的剧 烈波动 ,从 而造成严 重的 电压 波 动及 闪变 。电弧炉接入 电网会对 电 网产 生一 系 列 不 良影 响 。 ( 1 )导致 电网严 重三相不平衡,产生负 序 电流 。 ( 2 )产 生高次谐 波,普遍存 在如 2 ,4 次偶 次谐波 与 3 ,5 ,7次等奇次谐波共存情 况 ,电压畸变 更趋 复杂化。 ( 3 ) 存在严 重的电压闪变。功率因数低, 生产 效率低 ,损耗变大。 除了 电弧 炉和钢包 精炼炉等 主要用 电设 备外 ,在钢 铁企业 ,不论是炼 铁,炼钢 ,轧 钢 还是烧 结, , 连 铸 等 , 还 有 大 量 的 辅 助 用 电 设备采用交 直流调速,形成分散的谐波源。
坏:
1 、前 言
钢 铁企业 是传统 的用 电大 户,也是污 染 大户 ,钢铁 的产量及质 量都会 影响到 电能的 损耗 。随着 现代 电力电子设 备和非线性 负荷 的大量应用,使电网供电质量受到严重影响, 尤其是各种 电力 电子开关器件 的大量应用 和 负载 的频 繁波动是 最主要 的干 扰源 ,对 电网 的稳定造 成一系列 不 良影 响。随着低碳 经济 的提 出,钢 铁企业 的节能 降耗 问题也 日益突 出,解决此 问题刻不容缓 。 钢铁企 业用 电所 产生 的电能质量 问题是 多种 多样 的 ,造成 的危害 非常地严重 。它们 产生大 量的无功 功率和谐 波,对 电网和用 电 设备等 产生很大危 害 。轧机 等大型三 相对称 负载频 繁变动 电机 工作 时,当轧机主 传动采 用直流调速 ,交一 交变频调速时 ,轧机 ( 咬钢 ) 加速期 间 ,不仅 仅产生有 功冲击负荷 ,还产 生 巨大 的 无 功 冲 击 负 荷 。 对 电 网造 成 如 下 影
BWKN-6000型动态无功补偿控制器(矿热炉短网专用型)
BWKG-6000型无功补偿控制器(矿热炉短网专用型)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。
冶金企业用静止式无功功率动态补偿装置
冶金企业用 静止 式无功功率动态补偿装置
王 辉 , 赵 宝峰 , 王卫红 , 花 皑 , 吴遵生
( 1 冲 钢集团鞍山热能研究院有 限公司 , 辽宁 鞍山 1 1 4 0 0 1 )
( 2 . 西安 电炉研 究所 有 限公 司 ,陕西 西安 7 1 0 0 6 1 )
摘 要: 介 绍 了冶金 企 业 用静 止 式 无功 功 率动 态补偿 装 置 的工作 原 理 、 方案 选择 、 电路 结构 、 补 偿 容
Ke y w o r d s : E A F ; t h y r i s t o r ; V a r D y n a mi c C o m p e n s a t o r s ( S V C ) ; s h o r t c i r c u i t c a p a c i t y
中图分类号 : T M 4 6 文献标识码 : A 文章编号 0 2 1 9 - 2 7 1 3 ( 2 0 1 5 ) 0 5 — 0 4 1 — 0 0 6
在 电力 系 统 中 , 供电的质量指标 、 电 网运 行 的
强 了 对 静 止 式无 功 功 率 动 态补 偿 装 置 的研 究 和 开
剧烈 变化 。
式中, 为供电网络连接点 的额定电压;
S 为供 电网络 连接 点 的系统短电阻和 电抗 ;
A p 、 A Q 为 分别为 电弧 炉 的有 功 功率和 无功 功 率 波动值 .
( 5 ) 电极本 身 的颤 动 等 。 由于 以上 原 因 ,造 成 电弧 长 度 极 不 规 则 的变 化. 则 相应 地 引起 电网 电压 极 不规 则 地 波动 。当 电
1 静补装置 S V C的工作原理
随着 电弧 炉容 量 的不 断扩 大 . 它 对 电 网的干 扰
冶金工业中典型非线性负载的动态无功补偿及谐波抑制
冶金动力8M E'Y A LL U RG I C A L PO W E R 2012年第4期总第152期冶金工业中典型非线I生负载的动态无功补偿及谐波抑制陈然(中冶华天工程技术股份有限公司,江苏南京210019)【摘要】总结了冶金工业中的感性负载、容性负载和电弧炉负载的谐波状况,并针对这些负载所产生的谐波和无功功率,详细阐述了如何抵消负基波无功功率、谐波无功功率,以及如何解决三相不平衡负载的平衡化问题.同时根据工程案例,对几种不同的治理方案做出了比较。
【关键词】负载:谐波;无功功率;功率因数一【中图分类号】T M531.4【文献标识码】B【文章编号】1006—6764(2012)04-0008-04D ynam i c R eact i ve C om pens at i on and H ar m oni c Suppr es s i on of T ypi calN on-l i nea r L oad i n M et al l ur gi c I ndus t r yC H E N R a n删删蛔Engi aeer lng&Technol ogy C or por at i on M C C,N t m j i ng,Ji angsu210019,C hi na)【A bs tr act】The har m oni c s t at us of r eac t i ve10a d。
e onde ns i ve l oa d and ar c furnac e10矗i n m e t al l ur gi c i ndust r y i s s um m ari zed.In t he l i g ht of har m oni c a nd r eact i ve pow er c aus ed by t he10ad.i t s et s f or t h i n det ai l how t o of fs et r eac t i ve pow er of ne gat i v e base w ave a nd r eact i vepow er of har m oni c。
高压动态无功补偿装置在轧钢线上的应用
HIGH-VOLTAGE INVERTER高压动态无功补偿装置在轧钢线上的应用Application of High-voltage Dynamic Reactive Power Compensation Device in RollingSteel Line新风光电子科技股份有限公司田利瑞(Tian Lirui) 张岩(Zhang Yan) 郭培彬 (Guo Peibin)本文介绍了新风光电子科技股份有限公司一台10MVar动态无功补偿装置(型号为FGSVG-C10.0/10),在陕西某钢铁集团有限责任公司补偿轧钢机负载的应用情况,高压动态无功补偿发生装置的现场应用情况表明,动态无功补偿发生装置对于冶金行业的轧钢机负载具有很好的补偿效果。
关键词:轧钢机;动态无功补偿装置;谐波治理Abstract: This paper introduces a 10MVar dynamic reactive power compensation device (model FGSVG-C10.0/10) from Windsun Electronic Technology Co., Ltd., which compensates the application of rolling mill load in a certain st eel group limited liability company in Shaanxi, high voltage dynamics The field application of the reactive power com pensation device shows that the dynamic reactive power compensation device has a good compensation effect for the rolling mill load of the metallurgical industry.Key words: Rolling mil; Dynamic reactive power compensation device; Harmonic control【中图分类号】TN77【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330(2019)05-0078-051 引言陕钢集团汉中钢铁有限责任公司注册资本金约30亿元,是陕西精品建材重要生产基地,现拥有国内一流的轧钢生产线4条,形成了精品建材和优特钢两大系列产品,部分型号填补了省内规格空白。
静止型动态无功补偿(SVC)装置在轧钢上的应用
静止型 动态 无功 补偿 ( S V C) 装置在轧钢上 静止型动态无功补偿 ( s v c )装置 ,可减少注入系统的谐波 电流和母 线电压谐波 电压畸 变率 ,改善 电能质 量;提 高用户功率因数,减 少无功损耗,增加变压 器带负载 能力,减少用户低功率 因数罚款;抑制 电压波动和 闪变,改善 电能质量 ;平衡 三相负载 ,抑制 负序 ,使 其不误动 ;棒材 、线材 等非线负荷产 生大量 高次谐 波 电 流、负序及无功冲击导致的 电压波动和 闪变严重影响用户及 电网用 电设备的安全运行 ,恶化 了供 电电网的质量 ,同时由于此类设备运行过程 中功率因数较低,使用户遭受 罚款 ,因此 ,必须按照 国家 电能质量有关标准的 限定和供 电管理部 门对用户功率因数要求 ,采取综合治理措施。 如果1 I O K '  ̄ 变 所功 率 因数 要 求不 低 于0 . 9 3 , 需再 补 1 . 引 言 某1 1 o l ( v 变 电所 一 台5 0 M V A 1 1 0 k V / 1 O k v 主变, 偿 无 功功率 4 6 4 4 k v a r 。故新 增5 、7 次滤 波支 路滤 波 I O K V 母 线 电压 因所 带 棒 材 、高 速 线材 精 炼 炉 等 负 器 的基 波 补偿 容 量 应 大于 4 6 4 4 k v a r 。现有 高 线 和 4 2 1 6 k v a r ,总 基 波无 荷 ,在生 产时 出现 电压忽 高忽现 象 ,虽说 各分厂 都 棒材 两套 滤 波 器总 安装 容量 2 有 无功补 偿F c 装 置 ,但功 率 因数为 0 . 8 7 ,且 存在 谐 1 6 0 0 4 k v a r  ̄精 练炉 滤波器 安装 容量3 0 0 6 k v a r ,基波 波超 标 ,为 了提高 功率 因数 ,防止 电压波 动大经 常 无功 1 9 5 2 k v a r 。新 增滤 波器 安装 容量 7 2 0 0 k v a r ,基 使 电机过 压或 低压 跳 闸,严重 影响生 产及 对用户 自 波无 功4 6 5 3 k v a r 。故滤波 器总安 装容 量3 4 4 2 2 k v a r , 身 和其他 用户 造成 了严重 的危 害 ,必须按 照 电能质 总基 波无 功2 2 6 0 9 k v a r ,见图 1 所示 。 量 有关标 准进行 限定 ,采 取综合 治理措施 。 3 . 安装S V C 装置 前 后1 1 O K V 考 核 点 电 能 质 2 . 静 止 型动 态 无 功补 偿 S t a r i c M a r O o m p e n - 量 各 项 指 标 对 比 s a t o r( 简称S v c ) 装 置 以下 数 据 均 采 用 F L U K E 1 7 6 0 仪 表 的测试 针对 存 在 问题 ,利 用 现有 的F c 装 置 ,决 定上 结 果 : 套S V C ,经 过 综 合分 析 , 决 定采 用 技 术成 熟 , 3 . 1不采取 S v C 补偿措施 性 价 比高 的静 止 型 动 态 无 功 补 偿 T C R + F C( S V C ) 3 . 1 . 1谐 波 电 流 装 置 对 谐波 等 进 行治 理 及 兼顾 无 功补 偿 。 未补 偿 时5 、 ・ 7 、l l 、1 3 次谐 波 均超 标 , 2 . 1 s v c 一 次 主 接 线 的 配 置 见表1 。 高线1 0 k v 一套 F c 滤 波 器 ,含 3 、5 、7 单 3 . 1 . 2 谐 波 电压 调谐 和 1 1 次二 阶 高通 滤波 支路 ;棒材 F c 滤波 根据 实 际测试结 果 ,1 l O k V 母 线 电 压 总 谐 器含 5 、7 单调 谐 和 l 1 次 二 阶高 通滤 波支 路 ; 波畸变率 3 . 8 1 % ,超 过 国 家 标 准 限值 2 %。 精炼 炉有 一套滤 波器 ,含 3 次 二 阶 高 通 滤 波 支 3 . 1 . 3 电压 波 动 路 ; 由 于 功 率 因 数 不 够 , 根 据 计 算 需 新 增 一 由测 试 结 果 可 知 , 1 l O k V 母线 1 5 : 3 3 分 的相 套滤 波 器 ,含 5 、7 单 调 谐 滤 波 支 路 。 根 据 以 电压 有 效 值 由6 5 . 3 3 l k V 降N6 4 . 2 3 l k V, 电压 波 上配置 S V C ,其 一 次 原 理 主 接 线 如 图 1 所示 。 动高达1 . 6 8 %,超 过 1 . 5 % 的 国 家 标 准 , 由于 测 试 时 只有 棒 材 生 产 ,如 果 棒 材 、高 线 同 时 生 产 , 再 加 上 精 练 炉 因经 常 倒 钢 水 而 需频 繁 开 停 炉 , l l O k V 母 线 电压 波 动 将 超 过 3 % , 严 重 国 家 标准 。 电压 波 动 大 将 降低 机 电设 备 的运 行 水 平 、 降低 设 备 寿 命 、 降低 输 入 负 载 的有 功 功 率 、 导致 控 制 设备 ( 如直流调 速设备 )过压或低压跳 闸, 严重影响正常 生产和设备 出力 。 3 . 1 . 4功 率因数 …… ……………齑 ; 。 二 呈 矗…… 功率 因数0 . 8 7 d " 于0 . 9 , 因 功 率 因 数 低 罚 2 . 2 S V C 容 量 的选 择 款 ,直接影 响企业的经济 效益。 2 . 2 . 1 T C R 主 电抗器的容量 3 . 2投入 S V C 后 T C R 容量 的计 算主 要 以满 足 1 1 O k V 和l O k V 3 . 2 . 1谐 波 电流 母 线 电压 波 动 为主 ,欲 将 1 1 O k V 母 线 电 压波 根 据测 试结 果 ,补 偿后 5 、7 、 ¨ 、1 3 次 动改 善至 1 . 5 % 以下 ,并考虑 一定裕 度后T C R 容 谐 波 均 不 超 国 标 ,见 表 1 。 量取 2 2 M v a r。 晶 闸 管 阀 采 用 进 口 晶 闸 管 单 元 3 . 2 . 2 谐 波 电压 串 联 而 成 , 每 臂 阀 组 都 有 相 应 的 阻 容 吸 收 回 ¨O k V 母 线 电压 总谐 波 畸变 率 由3 . 8 1 % 降 路 , 均 压 回 路 , 晶 闸 管 换 向 过 电 压 保 护 电 路 为 0 . 2 9 3 % ,满足2 % 的国家标准 限值。 及 晶 闸 管 击 穿 保 护 , 晶 闸 管 触 发 采 用 光 电 触 3 . 2 . 3 功 率 因 数 发 。T C R 主 电 抗 器 选 用 干 式 、 空 心 、 铝 导 线 三 投 入所 有滤波 器时 ,能保 证S V C 投入 运行 相 额 定 容 量 :2 2 M v a r ,户 内 安 装 。 后在 1 1 O k V 侧有 功功率 ( 3 8 M W)为 较 大 情 况 下 2 . 2 . 2 滤 波 补 偿 容 量 的 计 算 将1 l O k V 功 率 因数 提 高 到 O . 9 3 左 右 。 由于 3 8 M W l l O k V 侧 现 有 负荷 有 功 功 率 3 3 M W ,最 高 负 荷 为 较 大 情 况 下 的 有 功 功 率 , 而 实 际 运 行 时 , 3 8 M W 。投 入 高 线 和棒 材 滤 波 器 后功 率 因数0 . 8 7 , 1 1 O k V 侧 有功 功率 会波 动 ,当 1 1 O k V 侧 有 功功
关于动态无功补偿技术
关于动态无功补偿技术关于动态无功补偿技术摘要:在工矿企业中,绝大多数的用电设备属于感性负荷,这些设备在运行中要吸收大量的无功功率,所以,改善工矿企业用电的功率因数是提高用电效率、节约电能的重要手段。
关键词:动态无功;补偿技术;效益引言随着我国电力工业的迅猛壮大,电网逐步扩张,电力负荷增长很快,电网的经济运行日益受到重视。
降低网损,提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题,也是电力系统研究的主要方向之一。
1 无功补偿的介绍1.1 无功补偿的原理电感和电容是两种性质相反的元件,供电系统中的用电设备大多是感性负载,用电容器补偿感性负载所需的无功功率,提高系统功率因数,称之为电容补偿,这也是无功补偿的原理。
1.2 无功补偿的意义(1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数。
(2)减少发、供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数cos?准=0.8增加到cos?准=0.95时,装1kVar电容器可节省设备容量0.52kW;反之,增加0.52kW对原有设备而言,相当于增大了发、供电设备容量。
因此,对新建、改建工程,应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资。
(3)降低线损,由公式ΔP%=(1-cos?准1/cos?准2)×100%得出(其中cos?准1为补偿前的功率因数,cos?准2为补偿后的功率因数)。
补偿后,cos?准2>cos?准1,降低线损率,减少设计容量、减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,都直接决定和影响着供电企业的经济效益。
1.3 电网中常用的几种无功补偿方式(1)高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上。
这种补偿方式只能补偿6~10kV母线前侧线路上的无功功率,母线后侧厂内线路的无功功率得不到补偿。
因此变压器的视在负荷及变压器的损耗并没有少。
所以这种补偿方式的经济效果比较差,但这种补偿方式的初期投资比较低,且便于集中运行维护,而且能对变电站高压侧的无功功率进行有效的补偿,以满足滨海供电公司对变电站总功率的基本要求。
无功补偿在冶金行业电网中的应用效果评估
无功补偿在冶金行业电网中的应用效果评估无功补偿是在电力系统中用来改善功率因数的一种措施,广泛应用于各个行业,其中包括冶金行业。
本文将对无功补偿在冶金行业电网中的应用效果进行评估。
1. 引言冶金行业是对电力需求较大的行业之一,电力系统中的无功功率会导致电能的浪费以及电压波动等问题。
因此,在冶金行业的电网中应用无功补偿技术,可以有效地提高电网的稳定性和效率。
2. 冶金行业电网的无功问题冶金行业的电网常常面临出现低功率因数的问题。
低功率因数会导致电源负荷增加、线损增大、电源电压下降等一系列问题。
因此,对于冶金行业的电网而言,无功补偿是一种非常重要的技术手段。
3. 无功补偿的原理无功补偿通过在电网中加入无功功率,来提高电网的功率因数。
通常情况下,无功补偿可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两种方式。
静态无功补偿使用无功补偿装置,通过电容器或者电感器等元件来实现无功功率的补偿;动态无功补偿则通过调整电网中的电流和电压来实现无功功率的补偿。
4. 无功补偿在冶金行业电网中的应用在冶金行业的电网中,无功补偿可以通过以下几个方面的应用来实现。
4.1 电动机启动时的无功补偿冶金行业常常使用大功率的电动机进行生产,电动机启动时会对电网产生较大的无功功率需求。
通过在电动机启动时进行无功补偿,可以减少电网的无功功率需求,提高电网的功率因数。
4.2 高炉无功补偿高炉是冶金行业的一个重要设备,高炉的运行过程中会产生大量的无功功率。
通过在高炉运行时对其进行无功补偿,可以减少电网的无功功率需求,提高电网的功率因数。
4.3 变压器无功补偿冶金行业的电网中通常会使用大容量的变压器,变压器运行时会产生一定的无功功率。
通过在变压器上进行无功补偿,可以减少电网的无功功率需求,提高电网的功率因数。
5. 评估无功补偿的应用效果对于冶金行业电网中无功补偿的应用效果进行评估,可以从以下几个方面进行考量。
5.1 电网稳定性通过无功补偿,可以减少电网中的无功功率需求,提高电网的功率因数,从而提高电网的稳定性。
冶金企业的无功补偿与谐波治理
冶金企业的无功补偿与谐波治理沈龙大1,刘天泽1,贾庆勇2,付培众2(1. 冶金自动化研究设计院,北京 100071; 2. 安阳钢铁公司,河南安阳 455004)摘要:介绍了冶金企业用电设备的工艺特点,用电负荷无功、谐波对电网危害的防治措施和技术,以及主要无功补偿滤波装置的性能比较和实际效益。
关键词:冶金企业;无功;谐波;防治;效益中图分类号:TM714.30 概述冶金企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点,是用电的大户。
用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、交流电动机变频调速驱动、变压器、电抗器、电力电子装置等非线性负载。
轧机、电弧炉等冶金设备使电网电压发生波动和闪变,三相不平衡,电网功率因数低,线路损耗增加,谐波含量超标,已造成谐波公害,严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。
因此,解决好电力系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行、降低损耗、提高用电设备出力等具有重要意义。
国内外对各级电网的功率因数、电压畸变率、电流畸变率、负荷对电力系统注入的谐波含量均制定了有关标准。
在冶金行业,对于电网的无功补偿及谐波治理已得到了普遍的关注和重视,采取了防治结合的对策。
1 减少用电负荷对电网的无功冲击及谐波危害的措施造成电力系统的无功冲击、电压闪变、波形畸变及谐波危害的根源主要来自系统外部用电负荷,因此解决电力系统的无功补偿及谐波治理应首先从源头抓起,改善用电设备的自然功率因数和减小用电负荷的谐波是根本措施,同时采用人工补偿和滤波方法。
改善用电负荷的自然功率因数和谐波的主要方法有:(1)合理选择电动机、变压器、电抗器等用电设备的容量,使其接近满负荷运行,切忌大马拉小车。
(2)尽量使感应电动机同步化运行。
(3)尽可能限制用电设备的空载运行。
(4)限制电动机的直接起动,应采用软起动。
(5)电抗器的不饱和运行。
动态无功补偿
动态消谐无功补偿
各种无功和谐波补偿的设备中,用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类:一类是装设谐波无功补偿装置; 另一类是对电力电子装置本身进行改造,使其在实现自身功能的同时不产生谐波,也不消耗无功,或者根据需要 对其进行功率因数校正。
配电网无功补偿与谐波治理装置研发成功,并投入批量生产,可带来较大的社会效益,目前我国配电网中普 遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况,存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以 上的配电电网用户无功需求量很大,有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置,对配电网中的无功和谐波进行补 偿,不仅可以达到节能降耗的目的,还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。
动态无功补偿
静止无功发生器
01 简介
目录
02 动态消谐无功补偿
动态无功补偿发生装置,即静止同步补偿器,又名静止无功发生器。
简介
由于其开关器件为IGBT,所以其动态补偿效果是早期的同步调相机、电容器和无功补偿装置不能比拟的,无 功补偿装置以其较低谐波,较高的效率,较快速的动态响应,成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。 该装 置主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率,抑制电网闪变和谐波,提高电网的功率因数,改善配电网的供电质 量和使用效率,进而降低网络损耗,有利于延长输电线路的使用寿命。
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动态消谐无功补偿器,是采用微处理器控制晶闸管投切调谐电容组的全自动动态消谐无功补偿装置,是无功 补偿设备的更新换代产品。此类产品采用微处理器无功功率实时监测晶闸管零过渡过程快速投切,谐波电流抑制 等先进技术,适合在各种复杂的工业现场环境中应用,可以准确、快速、无暂态扰动的动态无功补偿,有效提高 各种用电设备的功率因数,提高电力设备出力,改善电能质量降低线损,实现节能降耗的目的。目前由于此类技 术的产品性能比较稳定、节电效率高,因此在节能降耗中应用比较多。如YTECI等都是采用此类技术。
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5)连接电抗小。SVG接入电网的连接电抗,作用是滤除电流中存在的 较高次谐波,另外起到将变流器与电网连接起来的作用,因此其电 感量远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量;
ZG-SVG不同于传统SVC的阻抗补偿(靠电容器
ZG-dSVG 原理
I1 (U S U1 ) jX L
将自换相桥式 电路通过电抗 并联在电网上, 适当的调节桥 式电路交流输 出电压的相位 和幅值,或控 制其交流侧电 流,就可以使 该电路吸收或 发出无功电流, 实现动态无功 补偿。
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ZG-dSVG 原理-主接线图
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ZG-dSVG 原理-基于链式换流器
无连接变压器,减小了占地面积,降低 了装置成本,提高了装置效率
在系统受到扰动时,可以分相进行控制 以便更好地提供电压支撑作用 采用冗余功率模块,提高了装置可靠性 避免了多重化逆变变压器激磁回路中剩 磁和饱和非线性导致的装置过电压和过 电流
8.0
8.5
9.0
9.5
10.
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Page 10
1 2 3 4
电能质量及谐波、功率因数
SVC/SVG主要功能及应用领域 ZG-dSVC技术方案 ZG-dSVG技术方案
Page 11
动态无功补偿(SVG/SVC)的作用
SVG/SVC应用于输变电网 主要功能:在系统发生故障或者突增负载时,动 态提供电压支撑,稳定系统电压。
杯子=变压器(VA)
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1.2 功率三角形与功率因数的关系
备注:最常应用的负荷,均为感性,以电机为典型代表。
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1.3 电力系统谐波
广义:电力系统中除基波(50Hz)外,任一周期性的交变分量,皆称为谐波。 狭义:谐波为一周期性的正弦分量,其频率为基波频率的整数倍。
常谐波:指50Hz整倍数的交变分量。
Page 34ZG-dSVG Nhomakorabea原理 ZG-dSVG
是由链式静止同步补偿器和固定电容 器共同构成的,按各自容量的不同可组合成各 种补偿范围的有源动态无功和谐波补偿装置。 和电抗器发出和吸收无功)原理,而是基于电 压源自换相换流器,原理上等效于静止的同步 调相机,但性能上又远优于调相机和SVC。
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间谐波:大于1且非整数倍的谐波(分数谐波)
次谐波:低于工频的间谐波。 短时间谐波:持续冲击低于2秒,两次冲击间隔大于30秒
基波与3次谐波叠加后 产生的畸变波形。
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1.4 电能质量衡量指标
电压允许偏差 频率允许偏差 稳态
公用电网的谐波 电压波动与闪变
三相电压允许不平衡度
技术性指标
电能 质量 衡量 指标
ZG-dSVC 技术方案-控制系统
完善的保护功能
1)阀组保护
阀组保护有BOD动作保护、同步信号保护、丢脉冲保护、误触发 保护、TE板故障保护、晶闸管故障保护等,并根据故障的类型 和程度发出报警或闭锁跳闸动作
2)相控电抗器保护
速断保护、限时过电流保护、过载保护、母线过压保护、母线 欠压保护等
3)滤波器支路保护
无功功率(Q):负载建立磁场作为 交换能量使用(必须存在)。
啤酒瓶=发电厂(电网)
电能控制产品的作用:SVC/SVG其 中一个重要目的就是解决杯子中的 泡沫=无功功率(var) 泡沫问题,让杯子能装更多的啤酒。
啤酒=有功功率(W)
如果不解决泡沫问题,杯子的利用 率就会降低,供电公司收取的基本 电费就是按照杯子的容量计算。
SVC/SVG
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动态无功补偿(SVG/SVC)的作用
SVG/SVC应用于配电网
主要用于电能质量控制,通过动态无功快速补偿 维持母线电压,有效抑制电压闪变或通过电流跟踪补 偿实现对冲击型负载或者谐波源负载的实施动态补偿, 提高功率因数。
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主要应用领域
冶金:电弧炉、精炼炉、钢包炉、中频炉、轧机 (SVC重点市场) 有色金属及加工:中频炉、轧机、电弧炉、电镀、电解(SVC重点市场) 新材料:矿热炉、电石炉
减收 电费 实际 功率 因数 月电 费减 少 (%) 实际 功率 因数 月电 费增 加 (%) 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95------1.00
0.0
0.15
0.3
0.45
0.6
0.75
0.89
0.88
0.87
0.86
0.85
0.84
0.83
0.82
0.81
0.80
0.79
TCR
相控晶闸管改变等效电压U 效果比较好 20-40ms 户内 高,串联运行 热管、水冷 平均0.6%~1.2% 低于65分贝 5%左右 占地面积大
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ZG-dSVC 技术方案-阀组
先进的阀体结构设计
卧式分层结构--结构紧凑、节省占地 水路和电路完全隔离--电气安全可靠 漏水检测--阀组水循环自动漏水检测
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TCR、MCR型SVC性能比较
对比项目
工作原理 抑制电压波动闪变 整机响应时间 晶闸管安装方式 晶闸管两端承受电压 冷却系统 有功损耗 噪音 谐波发生量 占地面积
MCR
调电抗器饱和度,改L值 效果一般 60-100ms 户外箱内,随MCR整机 低,额定电压1%左右 强迫风冷、油冷 平均1.1%~2.5% 较大 约3-5% 占地面积小
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ZG-dSVC 技术方案-光电触发
TE板
高电位取能; 晶闸管强触发; 触发一致性; 自动重触发; BOD保护; 信号回报;
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ZG-dSVC 技术方案-阀组冷却
并联水路连接
串联水路
并联水路
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ZG-dSVC 技术方案-阀组冷却
并联水路连接
同向并联的所有晶闸管 进水温度一致 串联晶闸管的电气 特性差异小
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1 2 3 4
电能质量及谐波、功率因数
SVC/SVG主要应用领域 ZG-dSVC技术方案 ZG-dSVG技术方案
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无功补偿的常见类型
以TBB为代表 以SVC为代表 以SVG为代表
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SVC工作原理
TCR装置典型应用线路
带电容器的TCR输出特性
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SVC工作原理
电压暂升 电压暂降 暂态 暂时过电压 瞬态过电压 脉冲 对投诉的反应速度 非技术性指标 电力价目透明度 (服务质量) 其它
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1.5 现行的相关国家标准
电能质量是多指标的有机综合,现行标准只能确 定供电合格与否,不能衡定质量的好坏。
《电能质量 供电电压允许偏差》(GB12325-2008)
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典型案例--轧机
轧机
一般由直流电机拖动,小容量为绕线式; 存在的问题: 1、向系统注入大量谐波,无功波动频繁; 2、轧机属于非线性冲击负荷,过载倍数大;
3、轧机咬钢时从系统吸收大量的无功,引起电压波动剧烈;
4、平均功率因数为0.7左右,咬钢时功率因数只有0.3左右; SVC/SVG治理效果: 1、滤除大部分谐波,提高供电系统稳定性; 2、功率因数稳定在0.95以上,避免罚款; 3、针对电压波动善变有非常好的治理效果;
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SVC工作原理
当电抗器电流不是最大值时,电流波形并非正弦波。通 过傅立叶分解,可将其分解为基波分量及谐波分量
TCR各电流分量与触发角的函数关系曲线
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SVC的组成
SVC 系统框图
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SVC的组成
相控电抗器
无源滤波器 控制屏 阀组 散热设备
TCR
FC
控制系统
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1.6 谐波的危害
发电机 电动机 变压器
谐波电流
谐波电压
电容器
……
电流增加 载流量降
电压畸变 非正弦波
电压畸变 附加损耗
谐波U、I增加
串联谐振 并联谐振
过电流、过电压
电容器和系统故障
损耗增加
设备温升 绝缘破坏
控制干扰
设备停产 影响整个电网
机械振动
谐波过电压 噪音
治理谐波大势所趋,势在必行!
过电压保护、欠电压保护、滤波器支路三相过流保护、滤波器 支路速断保护、滤波器支路电容器不平衡保护
4)水冷系统的保护
水系统循环泵过载、冷却水流量低、供水压力低、供水压力高、 供水温度高、供水温度低、回水温度高、回水温度低、冷却水 电阻低等等
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ZG-dSVC 技术方案-控制系统
控制系统的特点
高压静止型动态无功补偿装置 (ZG-dSVC/dSVG)
产品技术篇
电能控制产品部
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电能质量基本概念介绍
SVC/SVG主要应用领域 ZG-dSVC技术方案 ZG-dSVG技术方案
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1.1 有功、无功、视在功率基本 概念
有功功率(P):做功消耗,产生 经济效益。
SVC的组成
相控电抗器 晶闸管阀组 滤波电容器 滤波电抗器 电阻器 避雷器 断路器 隔离刀闸 电压互感器 电流互感器
一 次 设 备
二 次 设 备
控制系统 保护装置 录波器 水冷系统 远方工作站
Page 24
TCR、MCR型SVC方案比较
MCR方案 工作原理:改变电抗器饱和度