MCR型电压动态无功补偿装置

龙口港集团有限公司

科技创新成果鉴定书龙港科鉴字［2018］第号成果名称：MCR型电压动态无功补偿装置完成单位：动力分公司鉴定形式：会议鉴定组织鉴定单位：技术部＜盖章）鉴定日期：龙口港集团有限公司技术部

二O——年制简要技术说明及主要性能指标课题名称：MCR型电压动态无功补偿装置任务来源：自选立项背景：龙口港变电站无功补偿装置经历了从固定补偿、分组投切、以及动态平滑补偿三个阶段，补偿精度也相应有了很大提高。目前，龙口港变电站无功补偿主要为分组投切即根据无功负荷进行合理分组，根据无功负荷大小进行投退）、固定补偿即根据无功负荷进行投退的补偿装置）。上述无功补偿方式存在着不能进行频繁投切、合闸涌流大、补偿精度不高、无法实现无功分层、就地、适时平衡。技术原理：型电压动态无功补偿装置工作时电容器正常运行在过补状态由可控硅控制改变电抗器励磁阻抗大小而实现改变电抗器容量大小将过补的电容器容量吸收掉，磁控电抗器是通过改变直流激磁进而改变铁心的饱和程度从而达到平滑调节无功输出的目的磁阀式磁控电抗器的铁心结构如图所示从图中可以看出铁心中有一段较小的截面即磁阀”，而图则给出了磁阀式磁控电抗器的原理示意。从图中可以看出电抗器由一个四柱铁心和绕组组成中间两个铁心柱为工作铁心 为控制绕组为工作绕组。可控硅接于控制绕组上其电压很低约为系统额定电压的〜左右因此可靠性很高当工作绕组两端接上交流电压时控制绕组上就会感应出相应的电压以的匝数为的计可控硅和上的电压仅为工作电压的 在电压的正半周 导通在电压的负半周导通通过控制 的导通角可以控制 和的大小从而控制直流激磁进而控制工作铁心的饱和度导通角越小 和 越大铁心饱和度越高电抗器的感抗越小因此只要控制和的导通角大小就可以平滑的调节电抗器的容量从图中还可以看出磁阀式磁控电抗器具有自耦励磁功能省去了单独的励磁电源磁阀式磁控电抗器的另一特点是小截面铁心处于极限饱和状态，而其他铁心处于不饱和状态，降低了有功损耗和谐波含量。图2图2段胭式饱和与抗器腕理小堂图图1磁阀式饱和电抗器的铁心结构示意图设计方案:在龙口港变电站建设项目中，成功地将磁控式型电压动态无功补偿装置运用于变电站。型电压动态无功补偿装置的结构原理图如下图所示， 型电压动态无功补偿装置避免了晶闸管的串联使用，在可靠性、电压等级、容量、谐波等关键技术指标具有无可争议的优越性。具有和 相当的超快响应时间，约为 ，可实现快速的无功补偿容量无级调节，同时具有以下优势：的工作损耗更低，通常 可做到,而则大的多。i 谐波失真小，在无滤波情况下， 的谐波小于,而要高于的工作损耗更低，通常 可做到,而则大的多。性价比高，比国产型 的价格低/3同时其安装尺寸为的 。可直接运行于任何电压等级〜 ），能承受倍的过压。只能容忍 倍过压。与变压器具有类似的特点，可靠性高、免维护，安装简单、调试方便，使用寿命可达 年。、 能在恶劣电网工作环境下如电压波形畸变、幅值波动大等）稳定、可靠工作。 的结构如图所示，其工作原理为，通过调整晶闸管的导通角，使控制绕组产生不同的直流励磁电流，从而改变磁阀图中铁心截面积较小处）的磁饱和强度，导致电抗器的磁阻变化，使电抗器的电抗值得到调整，从而改变其容量。主要组成部件如下面的控制原理图和系统组成图所示，装置主要由中央控制单元、就地控制器、励磁控制器、磁控电抗器、电容器支路若干）、远程监控系统组成，当电网负荷无功需求变化时，系统可以快速连续无级调节，及时输出无功，也可以在功率因数已经满足要求而电网电压波动较大时，调节控制主变压器的分接头，实现无功补偿和电压调节的综合控制。图1 型电压动态无功补偿装置控制原理图央控制单元MCR型SV£主电路央控制单元MCR型SV£主电路PL超强逻辑处理器C+SP需性能数字处理器D系统构成示意图嵇压母线供性,攀 M1-R 莞嵇压母线供性,攀 M1-R 莞MF卜褂工汴 立浆if谊变环 补俵交珞补号三环内行二定也主要技术参数1电压等级： 〜K2动态响应时间 m3符合国标要求的三相平衡化功能。4注入系统的谐波量符合国标 及用户要求。5无功调解范围 ，连续调节，功率因数〜可调。电压波动和闪变改变率满足国标及用户要求。测量精度：级性能指标：1高性能控制单元：控制系统采用主控器、副控器组合的控制方式，主控芯片与副控芯片均采用目前最先进的专用数字控制器。将的数字信号处理能力与 的逻辑处理能力相结合，组成高速度、高精度、高稳定、高可靠、功能强大的控制核心。2先进的控制算法：控制系统采用瞬时无功理论、先进的快速傅里叶变换监测实际工况，将经典控制算法与模糊控制算法相结合，提供多套控制策略，控制单元可以根据实际工况实时变换控制策略，将系统的性能发挥到 最 佳 状 态。3高质量磁控电抗器：采用最新理论设计，使铁4温度及工作损耗大为降低。的生产，采用优质硅钢材料，高性能铜材料绕制，高强度绝缘处理，与国内著名电抗器生产企业合作，定点加工，严格执行公司的生产标准，使产品具有高度可靠性。4强大的系统保护：充分考虑系统可能出现异常状况，采用分级，多层次，全方位的综合保护策略，将系统各个环节进行全面监控，对异常状态分别进行预警、指示、报警、保护等处理，使系统在复杂工况下可安全可靠 运 行 。、可将系统的功率因数提高止 ，同时能够有效抑制系统电压波动、电压闪变，结合电容补偿支路，可以有效降低系统的谐波水平成果先进性：型电压动态无功补偿装置根据自动控制器对系统的无功功率取样，自动调节磁控电抗器的晶闸管控制角，改变铁心的磁导率，使电抗值连续可调，从而实现无功平滑补偿。设备核心构件磁控电抗器特点主要为：1可靠性磁控电抗器不需要外接电源，完全由电抗器的内部绕组来实现自动控制。通过控制可控硅晶闸管的导通角进行自动控制，可实现连续可调，实现柔性补偿。2经济性a采用低电压可控硅控制，正常运行时无需承受高电压、大电流、采用自然冷却即可，投运后可实现免维护，磁控本体寿命可以达到年。、磁控电抗器结构简单，占地面积小，基础投资大大压缩。c 自身有功损耗低，仅为 的3安全性.低压可控硅作为调节装置，可控硅不容易被击穿，运行稳定可土mm。可控硅动作，整流控制产生的谐波不流入外交流系统。即使可控硅或二极管损坏，磁控电抗器也仅相当于一台空载变压器，不影响系统其他装置的运行。4响应速度型动态无功补偿装置响应速度最快，能够实时跟踪系统中无功的变化，保证功率因数 以上，使系统中的无功不过补偿和欠补偿，满足供电部门的考核，改善电能质量。5通讯功能控制器具有强大的通讯功能，可以实现数据的远程监控监控6设备保护磁控电抗器温度过热保护、单只电容器喷逐式熔断器保护、电容器支路三相不平衡保护。作用意义：能够降低生产成本、减少投资、改善设备的利用率。可以减少线路压降、改善电压质量电力网的电压损失。能够提高电力网的传输能力、提高能源的利用率、降低电力成本、增加经济效益。填写说明：本项应包括下列内容①任务来源应写明计划项目的计划名称，计划外的应说明是横向或自选题目；②应用领域和技术原理；③性能指标，包括合同要求的主要性能指标和实际达到的性能指标；④与国外同类技术的比较；⑤成果的创造性和先进性；⑥作用意义＜直接经济效益和社会效益）。推广应用前景与措施型电压动态无功补偿装置在龙口港"2^站的应用已经取得了非常显著的效果，对提高电网的安全经济运行水平起到了重要的作用。它可靠性高、坚实耐用、免维护，使用寿命不低于 年，提高功率因数，保障供电质量安全。目前随着新技术的不断发展， 型电压动态无功补偿装置将会龙口港普及。再未投入 型电压动态无功补偿装置时，系统功率因数为左右，当投入 型电压动态无功补偿装置时，功率因数为左右，因为视在功率与有功功率成以下关系：<P所以当在传送一定有功功率的条件下p越高所需视在功率越小，而当有功负荷一定时若功率因数值越大无功负荷就越小充分发挥了发、供电设备的生产能力提高了经济效益。填写说明：包括推广应用的范围、条件、前景以及存在的问题和改进的意见。主要技术文件目录和来源一1、《MCR型电压动态无功补偿装置原理简介》孙晓飞2、《动态无功补偿装置的应用现状》任丕德，陈柏超填写说明：指按照规定要求申请鉴定单位必须递交的主要文件和技术资料。主要科研人员名单序号姓名性另1」出生年月技术职称文化程度工作单位对成果创造性贡献1栾涛男1969.1高级项目师研究生动力分公司提出项目设想和研究内容及技术指导2徐刚男技师中专动力分公司负责组织项目实施及技术指导3王立学男1960.2中级项目师本科动力分公司负责组织项目实施及技术指导4李振男171.9项目师本科动力分公司负责项目具体设计及实施5李刚男1963.7技师中专动力分公司负责项目的实验。6刘智勇男1962.8技师中专动力分公司负责项目的实验7石森男1975.11高级技师中专动力分公司负责项目的实验9刘学兵男技师中专动力分公司负责项目的实验10苗延林男1988.12助理电气项目师本科动力分公司负责项目的实验11任柏林男1978.5技师中专动力分公司负责项目的实验12王以凯男1981.11技师中专动力分公司负责项目的实验13王峰男1989.6中专动力分公司负责项目的实验14杨明男1989.5中专动力分公司负责项目的实验

鉴定委员会名单序号鉴定会职务姓名工作单位所学专业现从事专业技术职务签名123456789101112131415创新提案立项申请表项目名称型电压动态无功补偿装置创新类别〈分市场、技术、管理、文化）技术起止时间申请人〈单位、团体或个人）动力分公司主要参姓名性别主要职务单位徐刚男经理安技部刘智勇男副经理安技部、外线班李刚男副经理安技部