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動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范文第1篇

關(guān)鍵詞：TSC就地動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償吊車群供電

1問(wèn)題的提出

某工程吊車供電系統(tǒng)改造中，因后續(xù)吊車負(fù)荷增加較大，且不可能增加變壓器容量和臺(tái)數(shù)，就必然面臨變壓器供電能力不足的問(wèn)題。因此，采用了增加就地動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高功率因素的方案，以擴(kuò)大變壓器供電的能力。

改造前吊車供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算，見(jiàn)表一。

一期工程吊車負(fù)荷計(jì)算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

鋼水接收跨1193206423830．53626

加料跨784135615660．52382

表一

由上表負(fù)荷計(jì)算結(jié)果和負(fù)荷性質(zhì)，考慮到主廠房吊車供電要求的高可靠性，采用了變壓器相互備用的方案，具體見(jiàn)下圖一。

吊車供配電圖圖一

新建的二期工程，引起加料跨及鋼水接收跨吊車臺(tái)數(shù)和容量增加很多,根據(jù)廠家提供的參考資料,我們對(duì)吊車供電系統(tǒng)進(jìn)行了計(jì)算：見(jiàn)表二

二期工程負(fù)荷計(jì)算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

鋼水接收跨1497258929900．54549

加料跨1722297934410．55233

表二

根據(jù)表二可知，原供電方案已完全不能滿足要求。主要存在的問(wèn)題為：由于擴(kuò)容，變壓器容量不夠；由于變壓器供電線路電流增大，引起有功和無(wú)功損耗增加。

由上述數(shù)據(jù)可知，擴(kuò)容后原供電變壓器2X2500kVA及配電開(kāi)關(guān)及下級(jí)配電開(kāi)關(guān)和滑觸線均不能滿足擴(kuò)容后供電要求。

照此，原供電變壓器及低壓配電柜及滑觸線全部要改造，重新設(shè)計(jì)，而且變壓器容量要加大到4000kVA以上，這樣，開(kāi)關(guān)的短路容量要求更高，供電電纜更多，滑觸線全部更換，施工難度更大，從而改造費(fèi)用巨大，停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。

根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，也曾考慮過(guò)在電氣室采用低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償方案，由于電氣室空間限制和投資的限制，也曾考慮加大變壓器容量的方案。但變壓器容量已選最大，無(wú)法再擴(kuò)容。

為了既保證變壓器總輸出容量不增加，又解決新增設(shè)備的供電需要，經(jīng)過(guò)多方比較、論證，最后決定采用低壓就地動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方案。

2無(wú)功補(bǔ)償方案的選擇

由于主廠房吊車負(fù)載存在功率因素低的特點(diǎn),主要按以下幾點(diǎn)確定選擇方案：

1)能采用就地補(bǔ)償?shù)牡胤奖M量選用就地補(bǔ)償方案、就地平衡負(fù)載無(wú)功功率，以消除無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)的影響，使整個(gè)供配電設(shè)施都以較小電流供電從而損耗最??；

2)選用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式補(bǔ)償無(wú)功功率，動(dòng)態(tài)跟隨負(fù)載無(wú)功功率變化，不僅可以使供電電流減小，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且從根本上消除了靜態(tài)濾波器補(bǔ)償時(shí)網(wǎng)壓過(guò)高和過(guò)低對(duì)設(shè)備的損壞問(wèn)題。

3)選用TSC(晶閘管投切電容器)補(bǔ)償方式，吊車供電負(fù)載屬于感性負(fù)載，采用可變的容性無(wú)功直接進(jìn)行補(bǔ)償。

基于以上幾點(diǎn)，具有諧波治理功能的TSC就地動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方案是本工程無(wú)功補(bǔ)償方案的理想選擇。

2.1裝置主要特點(diǎn)

1)補(bǔ)償裝置動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間為15ms，投切時(shí)間10ms。

2)TSC控制，電流過(guò)零點(diǎn)投切，補(bǔ)償電容入網(wǎng)、退網(wǎng)時(shí)電流均為正弦變化，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊。

3)可靠性提高。

2.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔眉靶阅?/p>

提高功率因素，減少供電線路的輸入的無(wú)功功率，充分發(fā)揮現(xiàn)有變壓器容量。

3TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和其它補(bǔ)償裝置的區(qū)別

TCR動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（結(jié)構(gòu)如圖二），其原理是通過(guò)改變可控硅導(dǎo)通角調(diào)整感性無(wú)功。固定電容器產(chǎn)生容性無(wú)功，靠調(diào)節(jié)裝置內(nèi)可變的感性無(wú)功同固定的容性無(wú)功抵消作用，使補(bǔ)償裝置輸出大小可變的容性無(wú)功，其特點(diǎn)為當(dāng)用可控硅作為接通電感的無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)元件在改變其導(dǎo)通角時(shí)，可獲得不低于20ms的響應(yīng)時(shí)間，并且沒(méi)有電流沖擊。主要缺點(diǎn)是裝置內(nèi)部很大一部分無(wú)功相互抵消，裝置自身?yè)p耗比較大。所以，TCR動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償雖然可獲得20ms的響應(yīng)時(shí)間，但其結(jié)構(gòu)龐大，造價(jià)成本高，比較適合高壓補(bǔ)償。

根據(jù)補(bǔ)償理論，低壓用戶就地補(bǔ)償從降低線路損耗和用戶變壓器增容方面來(lái)看，都比高壓補(bǔ)償效益明顯。

國(guó)內(nèi)常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置為靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式，（結(jié)構(gòu)如圖三）此類裝置價(jià)格較低，本身?yè)p耗小。

但靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式的主要缺點(diǎn)為：

1)對(duì)波動(dòng)負(fù)載不能及時(shí)響應(yīng)，易產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)和欠補(bǔ)，例如對(duì)大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程無(wú)法補(bǔ)償，造成網(wǎng)壓動(dòng)態(tài)下降。

2)在產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償時(shí)會(huì)造成網(wǎng)壓升高損壞用電設(shè)備。

可見(jiàn)這種靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式不能達(dá)到和保持最佳的補(bǔ)償效果，一般只適合于在無(wú)功功率變化不大或緩慢的場(chǎng)合。

而TSC低壓就地?zé)o功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置的微機(jī)控制單元（結(jié)構(gòu)如圖四）采用按無(wú)功功率投切電容器組的補(bǔ)償原理，只需一次到位，大大減少了開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)。這種控制克服了按功率因素投切電容器組所帶來(lái)的不利因素。通常按功率因素投切電容器組需要多次投切才能找到合適的補(bǔ)償容量，開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)多，影響了電容器的使用壽命，同時(shí)還不能保證電壓合格率。

該裝置應(yīng)用的補(bǔ)償技術(shù)不需附加緩沖電感，可控硅以10ms速率直接將電容器投入電網(wǎng)，降低了補(bǔ)償裝置成本。而且，在電網(wǎng)電壓高低不同時(shí)可采用不同的補(bǔ)償算法，以確保不發(fā)生欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓升高。

3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)的確立

3.1.1安裝在電氣室變壓器二次側(cè)水平母線上

可減少動(dòng)力變壓器電力損耗，但配出線路及配出饋電開(kāi)關(guān)及滑觸線全部要改。改造范圍大，投資多。

3.1.2安裝在吊車上直接與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)

這種方式補(bǔ)償效果最佳，但投資最貴，而且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，且安裝、維修困難。

3.1.3安裝在現(xiàn)場(chǎng)滑觸線電源供電處

現(xiàn)場(chǎng)將按照滑觸線電源供電點(diǎn)數(shù)量增加控制室以安裝無(wú)功補(bǔ)償柜，從而減少線路損耗。而且環(huán)境比較好，容易維護(hù)保養(yǎng)。改造范圍較小，已實(shí)施就是此種方案。

上述用戶側(cè)就地補(bǔ)償方式可以使補(bǔ)償在以前的整個(gè)線路的電流下降，補(bǔ)償點(diǎn)越接近用電負(fù)載，其節(jié)電效果就越顯著。

因此無(wú)功功率補(bǔ)償不應(yīng)僅僅局限于高壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)應(yīng)在用戶側(cè)進(jìn)行就地補(bǔ)償。

無(wú)功補(bǔ)償裝置的位置布置示意圖見(jiàn)圖五。

圖五

3.2吊車無(wú)功補(bǔ)償量的計(jì)算

補(bǔ)償量的確定原則：

功率因素達(dá)到0.92以上，裝置運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)、欠補(bǔ)，且個(gè)別電容器損壞后仍能保證正常運(yùn)行。

需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率補(bǔ)償量為:

Qc=αP30qc

Qc-需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量

α-平均負(fù)荷系數(shù)取0.7~0.8

P30-總計(jì)算負(fù)荷kW

qc-補(bǔ)償率kvar/kW

根據(jù)以上公式可計(jì)算出需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率及所需補(bǔ)償裝置

將現(xiàn)供電的功率因數(shù)由0.5提高到0.92，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表三：

二期工程負(fù)荷計(jì)算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

鋼水接收跨149763816270．922474

加料跨172073318690．922843

表三

4結(jié)論

根據(jù)表一～表三及上述計(jì)算和分析，得出結(jié)論：

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

一、配電系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

無(wú)功功率補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償，在電力供電系統(tǒng)中起到提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)供電質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)的電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素。無(wú)功補(bǔ)償分動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種方式。靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償是根據(jù)負(fù)載情況安裝固定容量的補(bǔ)償電容或補(bǔ)償電感，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是根據(jù)負(fù)載的感性或容性變化隨時(shí)的切換補(bǔ)償電容容量或電感量進(jìn)行補(bǔ)償。一般的補(bǔ)償是有級(jí)的，也就是常用的補(bǔ)償裝置如電容，是按組來(lái)進(jìn)行投切的，也就是用電系統(tǒng)里產(chǎn)生的無(wú)功不會(huì)是你補(bǔ)償?shù)囊粯佣啵怯捎谶@種補(bǔ)償已經(jīng)將功率因數(shù)達(dá)到了例如0.95，已經(jīng)很好了。但是有的負(fù)載，其工作時(shí)無(wú)功的變化量非常大，且速度非?？欤梢赃_(dá)到毫秒級(jí)，如電焊機(jī)，一個(gè)工作周期才0.2秒左右，其間還有幾十秒的半負(fù)荷及幾十秒的停頓，而無(wú)功在工作時(shí)也是不規(guī)則的快速改變著。象這樣的負(fù)載采用常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只能用“動(dòng)態(tài)”補(bǔ)償。

所謂“動(dòng)態(tài)”即快速性、實(shí)時(shí)性，一是補(bǔ)償速度一定要快；二是用電負(fù)載需要多少無(wú)功，補(bǔ)償裝置就補(bǔ)償多少無(wú)功。這是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬蓚€(gè)基本特征。但不是非得兩個(gè)都具備才是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，有的負(fù)載雖然無(wú)功變化快，但是無(wú)功量的改變是固定的，此時(shí)用速度快的無(wú)功補(bǔ)償也可以辦到，也就是說(shuō)這個(gè)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償強(qiáng)調(diào)的單單是迅速。

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置由高壓開(kāi)關(guān)柜(包括高壓熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、繼電保護(hù)、測(cè)量和指示部分等)、并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器、放電線圈(或者電壓互感器)、氧化鋅避雷器、支柱絕緣子、框架等構(gòu)成。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置根據(jù)改善和提高功率因數(shù)，降低線路損耗，充分發(fā)揮發(fā)電、供電設(shè)備的效率功能強(qiáng)大，液晶字段顯示，性能可靠穩(wěn)定，抗干擾能力極強(qiáng)?？繜o(wú)功控制器根據(jù)線路力率情況自動(dòng)投、切補(bǔ)償量，以確保功率因數(shù)基本恒定于某一設(shè)定值附近；后者表示手動(dòng)投入固定值補(bǔ)償量，不隨線路力率情況改變補(bǔ)償量，此類方式除非補(bǔ)償量剛好合當(dāng)，功率因數(shù)才會(huì)達(dá)標(biāo)。

無(wú)功功率補(bǔ)償控制器有三種采樣方式，功率因數(shù)型、無(wú)功功率型、無(wú)功電流型。功率因數(shù)型這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式，采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)。無(wú)功功率（無(wú)功電流）型的控制器較完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測(cè)及補(bǔ)償效果。用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破饕缶透吡?，一般是與觸發(fā)脈沖形成電路一并考慮的，要求控制器抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，更重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。

二、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置最優(yōu)利用方法與原理功能

配電線路無(wú)功補(bǔ)償即通過(guò)在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。線路補(bǔ)償點(diǎn)不宜過(guò)多，一般不采用分組投切控制；補(bǔ)償容量也不宜過(guò)大，避免出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象；保護(hù)措施也要一切從簡(jiǎn)，可采用熔斷器或者避雷器作為過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)。線路補(bǔ)償方式這種方式具有投資小、回收快、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線路。

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時(shí)間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無(wú)規(guī)律性，也無(wú)法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長(zhǎng)期性不平衡。對(duì)于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒(méi)有什么行之有效的解決辦法。 　電網(wǎng)中的不平衡電流會(huì)增加線路及變壓器的銅損，還會(huì)增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，最終會(huì)造成三相電壓的不平衡。

調(diào)整不平衡電流無(wú)功補(bǔ)償裝置，有效地解決了這個(gè)難題，該裝置具有在補(bǔ)償線路無(wú)功的同時(shí)調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，三相電流調(diào)整至平衡。實(shí)際應(yīng)用表明，可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。

工作原理：無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置由控制器、過(guò)零觸發(fā)模塊、晶閘管、并聯(lián)電容器、電抗器、放電保護(hù)器件等組成。裝置實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量負(fù)荷的電壓、電流、無(wú)功功率等，通過(guò)微機(jī)進(jìn)行分析，然后計(jì)算出無(wú)功功率并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量并發(fā)出指令，由過(guò)零觸發(fā)模塊判斷雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)沖擊地投入并聯(lián)電容器組。

目前，國(guó)內(nèi)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破骱蛧?guó)外的同類產(chǎn)品相比還要有很大的差距，一方面是補(bǔ)償功率不能一步到位，沖擊電流過(guò)大，系統(tǒng)特性容易漂移，維護(hù)成本高；另一方面是在動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間上較慢，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間重復(fù)性不好。另外，相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也還沒(méi)有達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，這方面落后于發(fā)展。但是運(yùn)算速度快，抗干擾能力強(qiáng)，最重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。

動(dòng)態(tài)無(wú)功率補(bǔ)償裝置的主要功能：1、提高線路輸電穩(wěn)定性；2、維持受電端電壓，加強(qiáng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；3、補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，降低線損，節(jié)能損耗；4、抑制電壓波動(dòng)和閃變；5、抑制三相不平衡。

動(dòng)態(tài)無(wú)功率補(bǔ)償裝置的主要問(wèn)題：1、電容器損壞頻繁。2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運(yùn)行中常發(fā)生熔斷。3、電容器組經(jīng)常投入使用率低。

三、在配電系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與靜態(tài)補(bǔ)償區(qū)別

（一）前者表示靠無(wú)功控制器根據(jù)線路力率情況自動(dòng)投、切補(bǔ)償量，以確保功率因數(shù)基本恒定于某一設(shè)定值附近；后者表示手動(dòng)投入固定值補(bǔ)償量，不隨線路力率情況改變補(bǔ)償量，此類方式除非補(bǔ)償量剛好合當(dāng)，功率因數(shù)才會(huì)達(dá)標(biāo)，否則，不論補(bǔ)償量過(guò)小或過(guò)大，功率因數(shù)均偏小。

（二）動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)亩x是這種響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間小于1S，一般是通過(guò)可控硅投切電容組TSC、可控電抗器調(diào)節(jié)無(wú)功TCR型SVC或利用IGBT器件調(diào)節(jié)的靜止性無(wú)功發(fā)生裝置SVG等來(lái)實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)補(bǔ)償可以是固定的通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)或熔斷器斷電后進(jìn)行人工調(diào)節(jié)的裝置，也指響應(yīng)時(shí)間大于1S的自動(dòng)投切裝置，如接觸器投切電容組的方式。

四、應(yīng)用

（一）SLTF型低壓無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置：適用于交流50Hz、額定電壓在660V以下，負(fù)載功率變化較大，對(duì)電壓波動(dòng)和功率因數(shù)有較高要求的電力、汽車、石油、化工、冶金、鐵路、港口、煤礦、油田等行業(yè)。安裝環(huán)境：周圍介質(zhì)無(wú)爆炸及易燃危險(xiǎn)、無(wú)足以損壞絕緣及腐蝕金屬的氣體、無(wú)導(dǎo)電塵埃。無(wú)劇烈震動(dòng)和顛簸，安裝傾斜度

（二）SHFC型高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置：適用于6kV~10kV變電站，可在I段和II段母線上任意配置1~4組電容器，適應(yīng)變電站的各種運(yùn)行方式。技術(shù)特征：電壓優(yōu)先，按電壓質(zhì)量要求自動(dòng)投切電容器，使母線電壓始終處于規(guī)定范圍。

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范文第3篇

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè) 無(wú)功 諧波 SVC

1、前言

鋼鐵企業(yè)是傳統(tǒng)的用電大戶，也是污染大戶，鋼鐵的產(chǎn)量及質(zhì)量都會(huì)影響到電能的損耗。隨著現(xiàn)代電力電子設(shè)備和非線性負(fù)荷的大量應(yīng)用，使電網(wǎng)供電質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，尤其是各種電力電子開(kāi)關(guān)器件的大量應(yīng)用和負(fù)載的頻繁波動(dòng)是最主要的干擾源，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定造成一系列不良影響。隨著低碳經(jīng)濟(jì)的提出，鋼鐵企業(yè)的節(jié)能降耗問(wèn)題也日益突出，解決此問(wèn)題刻不容緩。

鋼鐵企業(yè)用電所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問(wèn)題是多種多樣的，造成的危害非常地嚴(yán)重。它們產(chǎn)生大量的無(wú)功功率和諧波，對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備等產(chǎn)生很大危害。軋機(jī)等大型三相對(duì)稱負(fù)載頻繁變動(dòng)電機(jī)工作時(shí)，當(dāng)軋機(jī)主傳動(dòng)采用直流調(diào)速，交-交變頻調(diào)速時(shí)，軋機(jī)（咬鋼）加速期間，不僅僅產(chǎn)生有功沖擊負(fù)荷，還產(chǎn)生巨大的無(wú)功沖擊負(fù)荷。對(duì)電網(wǎng)造成如下影響。

（1）引起電網(wǎng)電壓下降及電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使電氣設(shè)備無(wú)法正常工作使功率因數(shù)降低。

（2）產(chǎn)生有害諧波，主要是5，7，11，13次為主的奇次諧波及其他高頻諧波，使電網(wǎng)電壓發(fā)生嚴(yán)重畸變。

電弧爐，精煉爐是冶金行業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備，是典型的非線性無(wú)規(guī)律負(fù)荷，超高功率電弧爐電極與廢鋼之間的短路，斷弧以及電弧本身的不穩(wěn)定性，造成有功功率以及無(wú)功功率的劇烈波動(dòng)，從而造成嚴(yán)重的電壓波動(dòng)及閃變。電弧爐接入電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響。

（1）導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流。

（2）產(chǎn)生高次諧波，普遍存在如2，4次偶次諧波與3，5，7次等奇次諧波共存情況，電壓畸變更趨復(fù)雜化。

（3）存在嚴(yán)重的電壓閃變。功率因數(shù)低，生產(chǎn)效率低，損耗變大。

除了電弧爐和鋼包精煉爐等主要用電設(shè)備外，在鋼鐵企業(yè)，不論是煉鐵，煉鋼，軋鋼還是燒結(jié)，連鑄等，還有大量的輔助用電設(shè)備采用交直流調(diào)速，形成分散的諧波源。

2、無(wú)功的產(chǎn)生及補(bǔ)償裝置

什么是無(wú)功功率？無(wú)功功率就是對(duì)電網(wǎng)向負(fù)荷傳遞能量沒(méi)有貢獻(xiàn)，在電網(wǎng)和負(fù)荷之間循環(huán)交換的能量。

什么是諧波？簡(jiǎn)言之，就是與標(biāo)準(zhǔn)的三角函數(shù)不一致的波形。一般說(shuō)來(lái)，在復(fù)雜電力環(huán)境中，對(duì)于電壓，電流信號(hào)采用傅立葉分解可以將這些波形分解成為工頻頻率為50Hz的三角函數(shù)波形的整數(shù)倍頻率或分?jǐn)?shù)次頻率的波形的級(jí)數(shù)和的交流信號(hào)成分。

諧波的產(chǎn)生

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，各種電力電子器件不斷成熟，帶來(lái)了各種非線性負(fù)載的大規(guī)模使用。如各種可控硅，變頻調(diào)速，電子調(diào)壓，電解化學(xué)，礦井提升，電氣化牽引等工業(yè)設(shè)備；以及常規(guī)的照明，空調(diào)，UPS，電梯，電腦及外設(shè)等商業(yè)設(shè)備。這些非線性負(fù)載的使用不可避免的會(huì)產(chǎn)生非正弦的諧波，污染并加大了電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而影響其他設(shè)備的正常工作，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞設(shè)備。

無(wú)功和諧波的危害

1.無(wú)功增加供電設(shè)備容量，增加設(shè)備投資。

2.無(wú)功增加供電設(shè)備及線路損耗。加劇了變壓器，電機(jī)等感性負(fù)載的銅損和鐵損，導(dǎo)致設(shè)備的非正常發(fā)熱，并影響其輸出功率，增大了噪音；

3.無(wú)功影響供電電壓，降低產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)設(shè)備使用壽命。

4.諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，大量諧波流過(guò)中線時(shí)會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。

5.諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。影響了各種現(xiàn)實(shí)，計(jì)量等儀表的精度（干擾各種通訊，監(jiān)控，精密電子設(shè)備的正常工作，甚至將其燒毀；干擾各種繼電保護(hù)等設(shè)備的正常工作，造成斷路器的拒動(dòng)或誤動(dòng)，擴(kuò)大事故）

6.諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振。

7.諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。

8.諧波會(huì)對(duì)鄰近的通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

9.諧波會(huì)加劇集膚效應(yīng)，造成電纜的發(fā)熱，加劇對(duì)絕緣的破壞。造成電容器的過(guò)流，縮短了其使用壽命甚至直接造成爆炸等破壞；

10.引起晶閘管等設(shè)備的誤觸發(fā)，導(dǎo)致設(shè)備故障；

11.加大了電網(wǎng)的非正常損耗，加劇電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的提前老化，并增大了誘發(fā)電網(wǎng)諧振的可能。

采用濾波裝置可將畸變的波形補(bǔ)償為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，使非工頻的三角函數(shù)波形總量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)階段主要的補(bǔ)償方式是無(wú)源濾波裝置和有源濾波裝置兩種。無(wú)源濾波裝置是一個(gè)單調(diào)濾波裝置，可以用來(lái)消除某一固定頻次的諧波；有源濾波裝置是一個(gè)應(yīng)用高頻電力電子開(kāi)關(guān)的四象限逆變器。相比而言，有源濾波裝置不僅構(gòu)造原理先進(jìn)，而且補(bǔ)償頻次廣泛，補(bǔ)償效果也優(yōu)于單調(diào)濾波裝置，補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，不會(huì)與電網(wǎng)發(fā)生諧振。有源電力濾波裝置（APF，Active Power Filter）以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過(guò)高精度采樣CT實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流，轉(zhuǎn)換成數(shù)字處理器可讀的信號(hào)后通過(guò)一系列的運(yùn)算，以PWM調(diào)制方式，控制核心的智能功率模塊輸出與諧波分量大小相等，相位相反的電流，達(dá)到消除諧波凈化電網(wǎng)的目的。優(yōu)勢(shì)在于快速響應(yīng)能力，高度的可靠性，大容量的補(bǔ)償能力，簡(jiǎn)單的操作方法和結(jié)構(gòu)，高性價(jià)比，節(jié)能降耗能力。

無(wú)功補(bǔ)償裝置主要應(yīng)用在電弧爐，軋機(jī)，電氣化鐵路的供電系統(tǒng)，遠(yuǎn)距離電力傳輸，提升機(jī)等其他重工業(yè)負(fù)載，城市二級(jí)變電站等領(lǐng)域。

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范文第4篇

關(guān)鍵詞：煤礦　變電站　無(wú)功補(bǔ)償

鴛鴦湖礦區(qū)清水營(yíng)煤礦是一座現(xiàn)代化特大型礦井，建設(shè)產(chǎn)能規(guī)模為1000萬(wàn)噸，年。由于清水營(yíng)煤礦選用了大量的變頻控制及直流拖動(dòng)系統(tǒng)，其產(chǎn)生的諧波電流不可避免的對(duì)電源質(zhì)量造成污染，為消除諸多大功率變頻、直流設(shè)備產(chǎn)生的諧波及無(wú)功沖擊，減少無(wú)功能耗，清水營(yíng)煤礦在110kV變電站裝備了10kVTCR型高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)，在10kV高壓側(cè)集中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。通過(guò)兩年的運(yùn)行證明了該裝置穩(wěn)定可靠，在煤礦大規(guī)模推廣應(yīng)用有著非常廣闊的前景。

1、設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)參數(shù)：

清水營(yíng)煤礦(含選煤廠)電力總負(fù)荷：

總有功功率：42860kW，總無(wú)功功率：33967.73 kvar

功率因數(shù)：0.95，無(wú)功補(bǔ)償總?cè)萘繛?×10000kvar

補(bǔ)償后無(wú)功功率：13967.7kvar，視在功率：45078.6kVA

全礦年耗電量：180012000kWh，噸煤電耗：18.0度／噸。

通過(guò)計(jì)算，清水營(yíng)煤礦110KV變電站設(shè)計(jì)安裝了三臺(tái)SFZ10-M-31500/110±8×1.25％/10.5主變壓器，容量為31500KVA，進(jìn)線電壓110KV，二次側(cè)輸出電壓10.5kV。一次側(cè)兩回進(jìn)線接線方式為雙母線分段式，二次側(cè)三回進(jìn)線接線方式為單母線分三段接線。兩套10KV靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)分別掛接在10KVⅠ、Ⅲ段母線上，每套SVC裝置的TCR部分有效補(bǔ)償容量為10.5Mva，F(xiàn)C部分設(shè)置3次、5次、7次共三組單調(diào)諧串聯(lián)諧振濾波器，每套SVC裝置占用4臺(tái)出線柜

2、裝備TCR+FC型SVC裝置的目的

裝備sVC裝置主要實(shí)現(xiàn)3個(gè)目的：(1)抑制電壓波動(dòng)，減少電壓波動(dòng)沖擊，確保用電安全。(2)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功容量，改善功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。(3)吸收電網(wǎng)諧波，消除諧波危害，提高用電質(zhì)量。

3、TCR+FC型SVC裝置的工作原理

sVC裝置自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷的工作狀態(tài)，確定所需補(bǔ)償?shù)母行詿o(wú)功功率，發(fā)出所需的觸發(fā)脈沖，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換及光纜傳輸，對(duì)TCR晶閘管閥的觸發(fā)角進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)通過(guò)相控電抗器的電流從而實(shí)現(xiàn)感性無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。使Fc濾波器提供的總?cè)菪詿o(wú)功功率一負(fù)荷產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率一相控電抗器所需補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)感性無(wú)功功率=O或一定值。從而使用戶流入電網(wǎng)的無(wú)功功率趨于零(或一定值)。使電網(wǎng)的功率因數(shù)保持在設(shè)定值，電壓幾乎不波動(dòng)，從而達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?，以抑制?fù)載波動(dòng)所造成的系統(tǒng)電壓波動(dòng)和閃變。晶閘管閥及電子設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)很快(小于10ms)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。依靠FC回路的作用，濾除了高次諧波電流，提高了電源質(zhì)量。

4、TCR+FC型SVC裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1)做到了無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與諧波治理的有機(jī)結(jié)合。(2)響應(yīng)時(shí)間快、實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)補(bǔ)償。(3)對(duì)不平衡負(fù)荷，能實(shí)現(xiàn)分相調(diào)節(jié)、消除負(fù)序電流，實(shí)現(xiàn)三相電流平衡。(4)能平衡有功，補(bǔ)償無(wú)功、控制電壓閃變、保證功率因素，提高供電質(zhì)量，確保供電安全。(5)與傳統(tǒng)電容分級(jí)投切補(bǔ)償相比，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)、欠補(bǔ)等現(xiàn)象，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。

5、應(yīng)用效果

自2008年4月1日清水營(yíng)煤礦110KV變電站投運(yùn)以來(lái)至2010年4月1日，TCR+FC型高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，確保了供電質(zhì)量，對(duì)每月功率因數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

從統(tǒng)計(jì)中可以看出，功率因數(shù)―直保持在0.99以上的范圍內(nèi)，且功率因數(shù)較為恒定，取得非常好的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償效果。

(1)通過(guò)實(shí)際檢測(cè)，電網(wǎng)供電電壓波動(dòng)及電壓畸變率均小于2％，高次諧波對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的影響在要求范圍內(nèi)，電網(wǎng)供電質(zhì)量良好，滿足供電部門的各項(xiàng)要求。

(2)由于功率因素較高，還可獲得電費(fèi)優(yōu)惠的獎(jiǎng)勵(lì)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)2008年4月1日至2010年3月30日，清水營(yíng)煤礦總計(jì)消耗電能4486.46萬(wàn)度，按照平均電費(fèi)0.7元／度，實(shí)際應(yīng)支出電費(fèi)3140.522萬(wàn)元，以0.9為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算力調(diào)電費(fèi)，根據(jù)國(guó)家相關(guān)相關(guān)規(guī)定，功率因素在0.95以上，實(shí)際電費(fèi)收費(fèi)將減少0.75％。故應(yīng)減少電費(fèi)=3140.522萬(wàn)元*0.0075=23.55萬(wàn)元。如按照設(shè)計(jì)能力1000萬(wàn)噸／年達(dá)產(chǎn)后，每年消耗電能18001.2萬(wàn)度，支出電費(fèi)12600.84萬(wàn)元，按照功率因數(shù)為0.9的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算力調(diào)電費(fèi)，僅此一項(xiàng)每年可減少94.5萬(wàn)元的電費(fèi)費(fèi)用支出。

(3)同時(shí)提高了有功功率，可減少變壓器負(fù)荷側(cè)電流，降低變壓器銅損，僅此就可節(jié)約大量無(wú)功損耗，使用效益尤為可客觀，

(4)此裝置能夠更好的支持大量的變頻設(shè)備安全可靠運(yùn)行，變頻設(shè)備可以充分發(fā)揮節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，僅清水營(yíng)煤礦投運(yùn)的主井皮帶10KV高壓變頻系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)0.69KV低壓變頻系統(tǒng)在目前產(chǎn)能僅為設(shè)計(jì)產(chǎn)能四分之一的情況下，節(jié)能效益十分明顯，每年節(jié)約能耗支出在300萬(wàn)元左右，長(zhǎng)期使用效果將更加明顯。

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范文第5篇

關(guān)鍵詞SVG 無(wú)功 補(bǔ)償 應(yīng)用

Abstract The exothermic welding copper bolts, widely used in domestic metro power supply return cable .This paper mainly analysis of the factor of subwaycharging capacitance wattless which would send a fine, low power and so on. And then take Shenzhen metro line three110kV Caopu main substation reconstruction for instance to propose to solve the problem of lowpower factor of electric charging scheme of main transformer in Metro. This paper starts with analyzing of SVG in the pract- ical application ofrecommendations for improvement. Finally point out that is most important for the SVG dynamic wattless compensation device in high volt- age power supply subway system.

Keywords SVG idle , equalize , application

中圖分類號(hào)： U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1 引言

隨著城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，地鐵供電在城市電網(wǎng)中所占比重也越來(lái)越大，因而地方供電局對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)質(zhì)量要求也越來(lái)越高。地鐵供電功率因數(shù)的高、低，對(duì)改善供電系統(tǒng)質(zhì)量、節(jié)省電能具有積極的意義。由于供電系統(tǒng)的特殊運(yùn)營(yíng)機(jī)制和負(fù)荷特性，使地鐵供電系統(tǒng)長(zhǎng)期滿足不了供電部門對(duì)用戶端電能質(zhì)量的要求。通常電力管理部門按照相關(guān)電力管理規(guī)定，對(duì)用戶端計(jì)費(fèi)點(diǎn)功率因數(shù)設(shè)定下限值（如廣東地區(qū)功率因數(shù)按不低于0.9）來(lái)考核，對(duì)功率因數(shù)達(dá)不到0.9要求的單位，每月征收最高達(dá)基本電費(fèi)1.3倍的力調(diào)電費(fèi)。因此，如何解決地鐵高壓供電無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題成為各地鐵運(yùn)營(yíng)供電部門急需課程，本文將以深圳地鐵三號(hào)線為例，對(duì)城市軌道交通增設(shè)SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方案及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行探討與分析。

2 深圳地鐵三號(hào)線草埔主所運(yùn)行情況

2.1三號(hào)線供電方式

深圳地鐵三號(hào)線全長(zhǎng)約42公里，30座車站，其中地下站14座、高架段16座。全線供電系統(tǒng)采用集中供電方式，先由各主變電所將110kV降壓為35kV后，通過(guò)環(huán)網(wǎng)向各供電分區(qū)提供電源。雙龍～六約由110kV銀海主變電所供電，益田～通心嶺由110kV文化中心主變電所供電，紅嶺～丹竹頭由110kV草埔主變電所供電，同時(shí)草埔主變電所還給5號(hào)線黃貝嶺～楊美10個(gè)站供電。

2.2 110kV草埔主所功率因數(shù)及力調(diào)電費(fèi)征收情況

深圳地鐵三號(hào)線110kV草埔主所計(jì)費(fèi)電度表設(shè)在2.7公里外的供電局220kV 清水河變電站出線端。2010年～2012年3年時(shí)間內(nèi)，因未增設(shè)SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置，功率因數(shù)長(zhǎng)期達(dá)不到0.9，而被供電局多收力調(diào)電費(fèi)（實(shí)為罰款）約1158.6萬(wàn)元。

表1 草埔主所歷年力調(diào)電費(fèi)表

3 功率因數(shù)偏低原因分析與危害評(píng)估

3.1 功率因數(shù)偏低的原因分析

1）、地鐵行業(yè)運(yùn)營(yíng)的特殊性，白天運(yùn)營(yíng)負(fù)荷相對(duì)較高，且時(shí)刻在變化，晚上停止運(yùn)營(yíng)后負(fù)荷很低，功率因數(shù)基本在0.2-0.4之間。且深圳地鐵三號(hào)線草埔主所110kV電纜線路長(zhǎng)約2.75公里，而相應(yīng)的35kV供電環(huán)網(wǎng)中，電纜單根總長(zhǎng)累加約200公里，因而電纜容性負(fù)荷較大，是計(jì)費(fèi)側(cè)長(zhǎng)期功率因數(shù)難以達(dá)到0.9以上的主要原因。

2）、地鐵供電設(shè)計(jì)的特殊性，地鐵供電負(fù)荷設(shè)計(jì)是按遠(yuǎn)期最大用電需求量來(lái)考慮設(shè)計(jì)的。運(yùn)營(yíng)初、中期，尤其是地鐵調(diào)試和試運(yùn)營(yíng)期間，行車密度小、客流小及部分商業(yè)開(kāi)發(fā)滯后等，導(dǎo)致用電負(fù)荷率偏低，功率因數(shù)偏低。

3）、地鐵供電受季節(jié)影響大，春冬季地鐵用電負(fù)荷大幅減少，也是導(dǎo)致系統(tǒng)有功偏低、相對(duì)容性無(wú)功較高，對(duì)電網(wǎng)的整體功率因數(shù)偏低的重要原因。

3.2 危害評(píng)估

經(jīng)對(duì)深圳地鐵5條線進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，深圳地鐵功率因數(shù)偏低主要是大量高壓電纜產(chǎn)生容性無(wú)功在本系統(tǒng)中無(wú)法得到補(bǔ)償，而向地方供電局電網(wǎng)反送大量容性無(wú)功。而電網(wǎng)一般電力用戶是向電網(wǎng)輸送感性無(wú)功的，因此一般電網(wǎng)需要容性無(wú)功補(bǔ)償，地鐵容性無(wú)功倒送實(shí)際上對(duì)地方電網(wǎng)無(wú)實(shí)質(zhì)性損害，同時(shí)還有利于補(bǔ)償電網(wǎng)容性無(wú)功。但輸電效率和輸電損耗會(huì)增加，供電電能質(zhì)量會(huì)降低。因而地方供電局規(guī)定用戶無(wú)論感性無(wú)功還是容性無(wú)功都不能向電網(wǎng)輸送。否則，按規(guī)定增收最高達(dá)1.45倍基本總電費(fèi)的力調(diào)電費(fèi)。

4地鐵高壓供電功率因素偏低整改

4.1 功率因數(shù)偏低整改方案選擇

目前市場(chǎng)對(duì)一般電力用戶無(wú)功補(bǔ)償普遍采用并聯(lián)電抗器或電容器靜態(tài)投切方式，多以電容補(bǔ)償為主。而國(guó)內(nèi)110kV地鐵高壓供電需要電感補(bǔ)償，而原傳統(tǒng)補(bǔ)償方式對(duì)地鐵這種頻繁變化的負(fù)荷特性難以實(shí)現(xiàn)。若采用低壓400V就地補(bǔ)償，不但解決不了高壓計(jì)量側(cè)功率因數(shù)問(wèn)題，反而會(huì)使計(jì)量側(cè)功率因數(shù)更低，原因是地鐵低壓總負(fù)荷呈感性的，需補(bǔ)容性無(wú)功，而高壓計(jì)量側(cè)容性無(wú)功已經(jīng)偏高。因此，地鐵低壓補(bǔ)償及傳統(tǒng)補(bǔ)償方法難以實(shí)現(xiàn)。

隨著第三代無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)SVG雙向動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)出現(xiàn)，解決了地鐵110kV高壓供電無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾y題。SVG核心部分采用大功率IGBT組成的逆變器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，最大優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)雙向無(wú)功連續(xù)調(diào)節(jié)。根據(jù)深圳地鐵三號(hào)線110kV草埔主變電所地下站受限吊裝入口小影響，選用SVG+并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償方式接入主所35kV母線進(jìn)而實(shí)現(xiàn)110kV計(jì)量側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。

4.2 容性無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算

根據(jù)深圳軌道交通供電系統(tǒng)的資料，獲取計(jì)算所需要的設(shè)備相關(guān)資料，包括電纜的長(zhǎng)度、型號(hào)等電氣參數(shù)；變壓器的額定參數(shù)和不同運(yùn)行情況下負(fù)載率；機(jī)車負(fù)荷的額定功率和功率因數(shù)；通風(fēng)照明負(fù)荷的額定功率和功率因數(shù)等。利用這些有效參數(shù)即可進(jìn)行容性無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算。下面以草埔主變電所35kV I段母線為例進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算。

1）110 kV電纜充電容性無(wú)功計(jì)算

電纜型號(hào)YJLW03-Z-64/110KV-1*500mm2，電容參數(shù)C0=0.18μF/km（單相電纜的感抗相對(duì)較小可忽略不計(jì)）。

電纜敷設(shè)距離2.745km，則單相電纜的容抗為：6445Ω，三相電纜的容性無(wú)功功率：1.88Mvar

2）主變的空載感性無(wú)功容量計(jì)算

經(jīng)查《電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》110kV/35kV變壓器空載電流按0.9%計(jì)算，有功損耗為0.545MW。變壓器為40MVA，其空載最大感性無(wú)功為：

Q2=。

3）35 kV及以下負(fù)荷需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功計(jì)算

根據(jù)地鐵特性，動(dòng)照負(fù)荷無(wú)補(bǔ)償時(shí)功率因數(shù)在0.70-0.85，且呈感性。牽引機(jī)車功率因數(shù)較高，通常在0.95以上，可不考慮。同理，用110 kV 計(jì)算方法可計(jì)算出35 kV及以下各種不同電纜、變壓器等無(wú)功容量。經(jīng)計(jì)算得出約需補(bǔ)容性無(wú)功Q3=3.905 Mvar 。

4）需補(bǔ)償總?cè)萘坑?jì)算

Q= Qc+ Q1+Q2=（-1.88）- 3.905+0.3558= -5.42 Mvar

經(jīng)計(jì)算需補(bǔ)償為感性無(wú)功約5.4 Mvar ，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，草埔主變電所選用2.4 Mvar SVG+3 Mvar并聯(lián)電抗器進(jìn)行補(bǔ)償。

5 改造后經(jīng)濟(jì)效益分析及存在問(wèn)題

5.1直接經(jīng)濟(jì)效益

SVG投運(yùn)前一個(gè)月，夜晚功率因數(shù)在0.2-0.3之間，白天功率因數(shù)在0.5-0.8之間，當(dāng)月功率因數(shù)罰款56.58萬(wàn)元， SVG+電抗器投運(yùn)后，月平均功率因數(shù)大幅提高至0.95，當(dāng)月獎(jiǎng)勵(lì)達(dá)到5.5萬(wàn)元。半年節(jié)省力調(diào)電費(fèi)約115萬(wàn)元，預(yù)計(jì)全年節(jié)省力調(diào)電費(fèi)約230萬(wàn)元。

5.2減少線損和變壓器銅損

功率因數(shù)提高，能較好減少系統(tǒng)的有功線路損耗和變壓器銅損，大大提高輸電效率。功率因數(shù)提高后線路節(jié)省有功功率損耗及變壓器銅損計(jì)算方法如下：P=[1-（cosφ1/ cosφ2 ）2]×（PL + PT ）

cosφ1、cosφ2：分別代表補(bǔ)償前、后的功率因數(shù)；

PL：代表有功線損，PT 代表變壓器銅損。若PL+ PT年損耗按72萬(wàn)度計(jì)（總量8‰），功率因數(shù)從0.75提高到0.95,減少損耗達(dá)37% ，年節(jié)省約27萬(wàn)度。

5.3 SVG改善了供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，削弱空載或輕載時(shí)長(zhǎng)線路的電容充電效應(yīng)所引起的工頻電壓升高，限制系統(tǒng)電壓升高和操作過(guò)電壓的產(chǎn)生，確保線路的可靠運(yùn)行。并減少電壓波動(dòng)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

5.4大容量SVG+并聯(lián)電抗運(yùn)行時(shí)，在全國(guó)地鐵范圍內(nèi)應(yīng)用極少。草埔主所電抗器投入和切除易產(chǎn)生操作過(guò)電壓及高次諧波。經(jīng)進(jìn)行模擬仿真計(jì)算，并在電抗器前端加裝避雷器與RC保護(hù)回路后運(yùn)行正常。

6 小結(jié)

SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置能實(shí)現(xiàn)快速雙向動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功的目的，其優(yōu)越的性能在深圳地鐵三號(hào)線草埔主變電所改造工程中充分地體現(xiàn)出來(lái)，投入運(yùn)行后補(bǔ)償效果顯著。不但大幅度提高了110kV系統(tǒng)功率因數(shù)，改善了電能質(zhì)量，降低了有功損耗，還產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，是未來(lái)地鐵供電無(wú)功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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