无功补偿和谐波治理装置介绍_图文

1、 山西万福电力电器有限公司产品手册技术部2008年9月1.公司简介山西万福电力电器有限公司是组建成立于1994年的中外合资公司。公司主要从事电力系统补偿技术、电力系统测控技术及电力电子技术领域科学研究和技术开发。十多年来先后承担并完成三十多项来自企业的科研课题。并由有三项通过省科委组织鉴定、两项国家发明专利、两项国家实用新型专利。因此,我公司有着国内独一无二的无功补偿及谐波治理技术,其性能是国内目前普遍使用的TCR无法比拟的,特别是设备的节能效果非常出色,在工程实践中创下了每月节省电费30.2万元的出色表现,给用户带来了实在的、平常看不见的经济效益。同时,在谐波的抑制方面,THD可以限制在0.

2、2%以下,所以,设备就集保证功率因数、节能和抑制谐波于一身,具有较高的使用价值,是用户实现节能降耗,降低用电成本,提高生产效率的良好选择。目前公司的主要产品有:(1、直接电压型系列SVC(2、可调自举电压型系列SVC(3、MCR型系列SVC 2.直接电压型SVC 直接电压型SVC主要由自耦均压变压器、无功功率固定补偿滤波支路、无功功率动态补偿滤波支路、容性交流晶闸管开关、计算机测控保护系统和数字光通信系统构成。计算机测控保护系统实时在线测量系统母线电压和负荷电流瞬时值,根据不同应用目的和要求可按系统母线电压、负荷无功功率和负荷不对称度实施对SVC的控制以达到补偿目的和要求。本SVC自耦均压变压

3、器容量小,只由一组各级补偿容量确定,而与SVC容量无关。采取适当的控制策略可使自耦均压变压器正常工作状态为空载,不流过短路功率。由于采用自耦均压变压器,直接电压型SVC可直接工作于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV以至1000KV电压级。投切无功功率动态补偿滤波支路的容性交流晶闸管开关不串、并联,工作在开关状态,运行中有功损耗小,且不产生谐波。不论直接电压型SVC工作电压有多高,由于自耦均压变压器的均压作用,无功功率固定补偿滤波支路、无功功率动态补偿滤波支路的工作电压都处于合适的工作电压范围,装置整体运行可靠性高。其主要技术指标:(1、运行中有功损耗小,在0.2%0.3%范

4、围;广铁焦柳线官坝牵引站29996KVar、27.5KV直接电压型SVC(2、响应速度快,根据用户要求可做到20ms;(3、运行中不产生谐波,具有滤除系统背景谐波和负荷非线性运行中所产生的谐波电流;(4、根据用户要求可有效实现对负荷的不对称校正;(5、装置整体运行可靠性高;(6、在系统发生短路故障,系统母线电压下降时,能给系统提供足够无功功率支持,提高电力系统运行静、动稳定性3.可调自举电压型SVC可调自举电压型SVC主要由自耦自举变压器,无功功率固定补偿滤波支路,无功功率动态补偿滤波支路,全程在线实时调压系统和计算机测控系统构成。计算机测控实时在线测量系统母线电压和负荷无功功率消耗,并根据预

5、先设定的控制准则向全程在线实时调压系统发出命令,调节无功功率补偿滤波支路的电压以调节其发出的感性无功功率。其主要技术指标是:(1、该产品可根据负荷无功功率实际消耗随机调节无功功率补偿量,即不过补,也不欠补(SVC容量要能满足负荷最大无功功率需求(2、该产品可实现零电压、零电流投入和零电压、零电流切除,投入时不会产生过电流冲击,切除时不会产生过电压现象;(3、在调节换挡过程中通过过渡电阻,电路没有处于断路换路状态,过渡过程平稳;(4、该产品采用自耦自举全程有载调压,变压器容量小,只有SVC容量的5%12.5%;(5、该产品运行中有功损耗小,与TCR型SVC相比,只有TCR型SVC运行有功损耗的1

6、0%,相当于TSC运行中的有功损耗;(6、该产品运行中本身不产生谐波,根据用户需要可以设计成具有滤除各次谐波功能的SVC;(7、该产品无功补偿电容器多处于低于其额定工作电压下运行,运行可靠性高; 霍州煤电北村站26000Kvar/6.3KV可调自举电压型SVC西山煤电集团杜儿坪矿2400Kvar/6.3KV可调自举电压型SVC4.MCR型SVC磁控电抗器容量调节范围可在容量的1100%范围内任意快速、连续调 节;响应速度快:创新的快速磁翻转技术使新一代高压磁控电抗器的响应速度大幅度提高:空载到额定容量,或额定到空载容量过度过程时间为20ms60ms;产生谐波低:独创的优化多级磁阀饱和技术,使磁

7、控电抗器整个容量调节范围的总谐波含量不超过电抗器额定电流的2.3%;噪音低:磁控电抗器各项性能指标与普通电力变压器指标基本相当。损耗小:独特的磁阀结构和先进的制造工艺,使电抗器额定输出容量下的有功损耗在0.5%(大容量1.2%(小容量之间;占地面积小:磁控电抗器尺寸和安装方式与同容量电力变压器基本相同,控制晶闸管箱可户外安装,体积小,自然风冷却;免维护:油浸或环氧浇注干式磁控电抗器的维护与普通电力变压器相同,适合无人值守变电站需要。晶闸管箱产生热量小,自然风冷却,可靠性高,免维护。技术指标电压等级:6kV-110kV。动态响应时间:60ms。符合国标要求的三相平衡化功能。谐波含量符合GB/T1

8、4549-93及用户的要求。无功调节范围0-100%,使用后的功率因数达到0.98以上。电压波动及闪变满足国标及用户的要求。7200Kvar/27.7KVMCR型SVC装置构成装置主要由磁控电抗器本体、励磁柜、电容器、串联电抗器、隔离开关、放电线圈、氧化锌避雷器、开关柜及控制屏等组成5.产品型号:WF-7200/67200/6KK 产品选型序号型号额定电压(kV额定容量(kvar额定电流(A安装方式1WF-7200/6K 67200128户外2WF-20000/27.5Z 27.520000280室内3WF-7200/35K 35720060户外4WF-12000/6K 612000216户外

9、5WF-4000/27.5M27.5400086户外注:原则上,可以根据工程需要,提供任何容量和电压等级的产品,该表只作为参考。6.基波无功功率与系统经济运行有功功率和无功功率经输电线路传输,由于输电线路(变压器线圈存在电阻R,要引起一定的有功功率损耗,其关系为:R UQ P P 222+=可知,当有功功率P 和无功功率Q 通过输电线路电阻时,都会产生有功功率损耗。电力系统的有功功率只能由系统中的发电机来提供,所以负荷所需要的有功功率必须经过输电线路输送。这是因为不可能在每个负荷点都建立一个发电机。而电力系统的无功功率在电力系统电压建立起来以后可以有多种方法来取得,其中最佳方案就是无功功率的就

10、近补偿。这样就可避免由于无功功率在输电线路中的传输所引起的有功功率损耗。在网络结构已定,输送的有功功率一定时,线路的有功功率损耗完全取决于线路输送的无功功率变化。下面举例说明输送不同容量的无功功率,对线路有功功率损耗的影响。当7.0cos =时,Q =P ,则有Q P P P =,即由输送无功功率Q 引起的有功功率损耗Q P 与输送有功功率P 所引起的有功功率损耗P P 相等。当6.0cos =时,Q =1.3P ,则2269.1P Q =,所以P Q P P =69.1,即由输送无功功率Q 造成的线路有功功率损耗Q P 是输送有功功率P 造成的有功功率损耗P P 的1.69倍。当8.0cos

11、 =时,Q =0.75P ,则P P Q =56.02,即由输送无功功率Q 所造成的线路有功功率损耗Q P 是输送有功功率P 所造成的有功功率损耗P P 的0.56倍。可见在网络结构已定,发电厂布局已定,负荷分布和所需有功功率已定,在满足负荷对电网电压要求的前提下采取无功功率就近补偿技术对降低线路有功损耗,提高电网运行经济性是有效的。由于输电线路电阻R 远小于输电线路电抗X ,所以采用无功功率就近补偿,减少无功功率Q 在线路中传输,以避免由于无功功率在线路中传输所引起的有功功率损耗。一般,在输送的总功率中,无功功率与有功功率所占比重,可直接从各级电压网路的功率因数上反映出来。输送无功功率的大小

12、主要取决于负荷功率因数的高低。因此,可以直接由功率因数的变化来分析无功功率和线损之间的关系。下图给出了功率因数cos 与有功功率损耗P 的关系。 下表给出了功率因数从1cos =下降与线损中可变损耗增加的关系。从1cos =下降到0.950.900.850.800.750.700.650.60可变损耗的增加(%1224395677104136178可知随着功率因数cos 的降低,线路有功损耗非线性增加。电力系统无功功率就近补偿对提高电力系统运行经济性主要体现在,由于无功功率就近补偿避免了无功功率在网络中传输,从而使网络各点处的电压都接近于额定电压,而电器设备都是设计在其额定电压下运行,效率最高

13、,若电器设备运行电压偏离其额定电压,其运行效率就会明显下降,从而导致电力系统运行经济性下降,这是影响系统经济性的主要因素,再加上线路上的损耗,就更加不经济了。6.1谐波与电压质量电力系统中没有谐波发电机,电力系统中同步发电机发出的电压基本上是正弦的。但电力系统中的变压器,电弧炉和整流负载都是非线性。即在正弦电压作用下,其吸收的电流是非正弦的。可以理解为非线性负载在正弦电压作用下,吸入基波电流而分解出一系列谐波电流注入电力系统。所以电力系统中非线性负荷谐波源可以看作为谐波电流源。谐波电流注入电力系统,在系统阻抗上形成谐波电压降落,谐波电压降落叠加在电力系统基波电压上导致电力系统各级母线电压畸变,使电力系统各级母线电压变成非正弦。电力系统母线电压畸变对电力系统的危害大家已很熟悉,在这里就不赘述了。6.2电力谐波与电力系统经济运行电力谐波作为电力系统的主要污染形式,不仅影响电力系统电能质量,而且还影响电力系统经济运行,主要体现在:谐波电流流过输电线路要引起系统有功功率和无功功率损耗,即2I R P H =2I X Q H =式中R 线路次谐波电阻;X 线路次谐波电抗;同次谐波电压、电流造成谐波有功功率损耗和无功功率损耗,即=cos I U P H =sin I U Q H 其中谐波有功损耗,不管其流向如何都构成谐波有功损耗,因为系统中没有谐波发电机,所产生的谐波有功损耗都由系统中同步