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新风光低压SVG装置在焦化厂配电系统中的应用

发布时间:2020-04-18 作者:新风光

1前言

随着国民经济的迅速发展,用电负荷的急剧增加,电网的运行质量日益受到重视。目前煤矿及有关企业无功补偿装置无功功率不能连续调节,使0.4kV配电系统经常处在欠补偿或过补偿状态,还有国家电网正在积极推进农网改造,改造内容主要涉及变压器、电缆扩容以及电能质量治理等方面,国家越来越重视电网质量的治理,消除谐波,提高功率因数,建设智能电网,低压SVG产品符合国家节能减排的号召。

2 现场用户情况

焦化厂在配电系统中,有冲击性负载和稳定非线性负载,工作时工作电流严重畸变,稳定性负载一般产生5次、7次、9次、11次、13次谐波,而冲击性负载的谐波含量较为丰富,主要谐波为2次~7次,其中3次谐波含量最大,而各种控制电路、仪器、仪表对谐波比较敏感,谐波的大小将直接影响到生产效率和产品的质量。由于焦化生产本身的特殊性,日趋复杂、恶劣的用电环境给生产带来了严重的影响。

焦化厂领导为了治理谐波,净化电网环境,提高功率因数,保证焦化厂正常生产,选用了新风光电子科技股份有限公司生产的0.4kV/300kvar SVG(型号FGSVG-L300/0.4-4R)低压动态无功补偿装置,对电网质量进行改善。

2 新风光FGSVG-L300/0.4-4R低压动态无功补偿

以下对新风光FGSVG-L300/0.4-4R高压动态无功补偿装置做一些介绍。

2.1 新风光FGSVG-L300/0.4-4R技术指标

新风光FGSVG-L300/0.4-4R可以动态输出300kvar的感性或容性无功,通过对电网侧的无功检测,动态补偿系统无功,谐波治理,达到对电压和功率因数的控制。

新风光FGSVG-L300/0.4-4R技术指标如表1所示。

表1  FGSVG-L300/0.4-4R技术参数

序号

项目

技术指标

1

额定工作电压

0.4kV

2

额定容量

-300.0~+300.0 kvar

3

输出无功范围

感性到容性额定无功范围内连续变化

4

有效响应时间

瞬时响应时间小于100us,全响应时间小于10ms

5

输出电流谐波(THD)

≤3%.

6

过载能力

1.2倍过载1min

7

产品功能

补偿无功功率、治理谐波、平衡负序电流、抑制电压闪变

8

效率

额定运行工况≥97%

9

通信接口

RS485、以太网

10

通信协议

Modbus_RTU、IEC60870-5-104

11

保护功能

交流过电压保护、直流过电压保护、温度保护、装置短路保护、装置过载保护(限定于额定功率)

12

运行温度

-20℃~+40℃

13

贮存温度

-40℃~+65℃

2.2 新风光FGSVG-L300/0.4-4R高压动态无功补偿装置的特点

FGSVG以高可靠性、易操作、高性能为设计目标,满足用户对提高输配电电网的功率因数、治理谐波、补偿负序电流的迫切需要,具有以下特点:

(1)模块化设计,安装、调试、设定方便。

(2)动态响应速度快,响应时间≤10ms。

(3)输出电流谐波(THD)≤3%.

(4)多种运行模式极大的满足用户需求,可实现无功控制,也可实现电压稳定控制。

(5)实时跟踪负荷变化,动态连续平滑补偿无功功率,提高系统的功率因数,实时治理谐波,补偿负序电流,提高电网供电质量。

(6)抑制电压闪变,改善电压质量,稳定系统电压。

(7)FGSVG电路参数精心设计,发热量小,效率高,运行成本低。

(8)设备结构紧凑,占地面积小。

(9)具备扩展功能,可实现SVG+FC联合控制功能,智能控制FC或者电容器投切,不需再加额外控制器。

(10)具备故障自动复位功能,实现无人值守监控。

(11)开停机无暂态冲击,无合闸涌流,无功变化迅速平滑。

(12)保护功能齐全,具有过压、欠压、过流、光纤通讯故障、单元过热、不均压等保护,并能实现故障瞬间的波形录制,便于确定故障点,易维护,运行可靠性高。

(13)可并联安装,极易扩展容量。并机运行使用光纤通讯,通讯速度快,能够完好的满足实时补偿的要求。

(14)人机界面友好显示,对外通讯提供了RS485、以太网等接口,采用标准MODBUS通讯协议。除具有实时数字量及模拟量的显示、运行历史事件记录、历史曲线记录查询、单元状态监控、系统信息查询、历史故障查询等功能外,还具有送电后系统自检、一键开停机、分时控制、示波器(AD通道强制录波)、故障瞬间电压/电流波形记录等特色功能。具备GPRS远程无线监控功能。

(15)与系统连接时,不需要考虑交流系统相序,连接方便。

2.3系统结构

FGSVG-L300/0.4-4R动态无功补偿和谐波装置的主电路为三相四线制结构,机架式采用多个单元并联,见图1所示。

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图1三相四线制的系统结构框图

FGSVG系列低压动态无功补偿和谐波装置主要由控制面板、储能电容、电抗器、IGBT逆变、熔断器等器件组成。主回路、LCL滤波、IGBT逆变多分布在电路板上。

2.4工作原理

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图2 工作原理示意图

FGSVG系列产品基本原理就是利用可关断的电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路,通过变压器或者电抗器并联到电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流,使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的,如表2所示。

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表2运行模式原理表 

3现场应用情况

该焦化厂在改造前,经测试,该配电系统存在大量谐波且电流波形已严重失真,见图3和图4。

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图3 谐波电流

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图4 电流波形失真

新风光FGSVG-L300/0.4-4R设备现场运行如图5所示。本产品不但可以治理谐波还能补偿无功功率。

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 图5 新风光产品在客户现场运行

本产品已于2016年7月27日成功并网,至今运行正常,用户功率因数已由0.88提高至0.95,电价已由罚款1%变为奖励0.75%,经济效益显著。

改造后,测试电网质量,THDi已下降至2.6%,且电流波形质量已明显改善,如图6、图7所示。

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图6 使用FGSVG后的谐波

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图7 使用FGSVG后的电流波形

4结论

新风光FGSVG-L300/0.4-4R设备投入一次性投入运行,产品性能稳定可靠,用户非常满意,不但解决用户改善电网质量,提高功率因数,而且使电费由罚款变为奖励,经济效益非常明显,新风光低压SVG产品满足了低压配电系统中谐波和无功补偿的要求,具有广阔的应用前景。

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