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濾波補(bǔ)償系列
GZSVC高壓靜止型無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置
節(jié)能降耗是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。在輸電網(wǎng)領(lǐng)域,靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置可以提供電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,并在降低電網(wǎng)損耗、改善電能質(zhì)量、避免發(fā)生大面積停電等方面發(fā)揮著重要作用。在配電網(wǎng)領(lǐng)域,能夠有效控制無(wú)功功率,提高功率因數(shù),抑制諧波,提高生產(chǎn)效率,降低能耗。
高壓靜止型無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置(GZSVC)是一種典型的柔性交流輸電裝置(Flexible AC Transmission System,FACTS)。該裝置應(yīng)用于輸電網(wǎng)可快速改變其無(wú)功出力,為電力系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功電源、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓;將供電電壓補(bǔ)償?shù)揭粋€(gè)合理水平,增加線路的輸電能力并加強(qiáng)對(duì)低頻振蕩的阻尼以及抑制同步振蕩;另外,GZSVC通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功出力,抑制波動(dòng)沖擊負(fù)荷運(yùn)行時(shí)引起的母線電壓變化,有利于暫態(tài)電壓恢復(fù),提供系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定水平。該裝置應(yīng)用于配電電網(wǎng)時(shí),如電氣化鐵路、冶金等工業(yè)用戶能夠有效控制無(wú)功功率,提高功率因數(shù),降低非線性負(fù)荷所引起的電壓影響和諧波干擾,使三相負(fù)荷平衡化,改善電能質(zhì)量,提高用戶的生產(chǎn)工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗。
裝置功能:
輸電系統(tǒng)GZSVC功能:
實(shí)現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)精確的系統(tǒng)電壓調(diào)整
提高系統(tǒng)穩(wěn)定性
增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼,抑制振蕩
提高系統(tǒng)安全性
明顯降低二次網(wǎng)損
顯著提高有功輸送能力
配電系統(tǒng)GZSVC功能:
提高功率因數(shù)
降低網(wǎng)損
抑制非線性負(fù)荷所引起的諧波干擾
使三相負(fù)荷平衡化
減小負(fù)序電壓波動(dòng)和閃變
改善電能質(zhì)量
提高生產(chǎn)效率
裝置原理:
GZSVC裝置根據(jù)控制策略,檢測(cè)有關(guān)電量和設(shè)定量的大小來(lái)改變與電抗器串聯(lián)的晶閘管的導(dǎo)通角,能快速連續(xù)的改變裝置的電感電流,從而獲得平滑調(diào)節(jié)的無(wú)功功率。采用多項(xiàng)國(guó)家先進(jìn)技術(shù),品質(zhì)優(yōu)良、運(yùn)行可靠,可以按無(wú)功電壓或無(wú)功功率調(diào)節(jié),可手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換,也可分相或自適應(yīng)調(diào)整,并有存儲(chǔ)、顯示、處理故障等功能。
GZSVC一般由并聯(lián)的感性和容性?xún)纱蠡芈穳虺?,其中至少一個(gè)回路為動(dòng)態(tài)回路,能根據(jù)補(bǔ)償要求快速變化其無(wú)功功率;通常采用晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管投切電容器(TSC), 容性回路采用固定電容器組或?yàn)V波器組(FC),如圖所示。TSC是分級(jí)投切的,不像TCR由相角控制,恰當(dāng)?shù)呐浜?,TSC和TCR可以連續(xù)控制無(wú)功輸出。
工作原理:
GZSVC對(duì)無(wú)功的連續(xù)調(diào)節(jié)能力是通過(guò)TCR支路來(lái)完成的。無(wú)功補(bǔ)償裝置的主回路構(gòu)成見(jiàn)圖2,TCR型的GZSVC裝置主要由濾波器/電容支路組成。其中TCR支路具備動(dòng)態(tài)連續(xù)無(wú)功調(diào)節(jié)能力,但由其固有特性決定其無(wú)功輸出只能為感性。與其并聯(lián)的濾波支路提供基礎(chǔ)容性無(wú)功,使TCR型的GZSVC可具備從容性到感性區(qū)間的無(wú)功調(diào)節(jié)能力,TCR外特性見(jiàn)圖3。濾波器組同時(shí)還可濾除TCR自身產(chǎn)生的和系統(tǒng)其他負(fù)荷產(chǎn)生的諧波。
TCR支路往往結(jié)成三角形接法,被控的相控電抗器一般分裂為兩個(gè),分別接于晶閘管閥組兩側(cè),以減小流過(guò)晶閘管閥組的短路電流。
一般用觸發(fā)角α(亦稱(chēng)之為點(diǎn)火角)來(lái)表示晶閘管的觸發(fā)瞬間,表示從電壓過(guò)零點(diǎn)到觸發(fā)點(diǎn)的電角度,每半周波電抗器導(dǎo)通角用α表示。導(dǎo)通角α及電抗器電流取決于觸發(fā)角a ,當(dāng)為180度時(shí),電抗器不投入運(yùn)行,當(dāng)a為90度時(shí),電抗器電流達(dá)最大值。圖4為單相TCR原理接線圖及電流電壓波形。
TCR正常工作時(shí)的觸發(fā)角范圍為90度—180度。當(dāng)觸發(fā)角不是90度時(shí),電流波形并非正弦波。不同觸發(fā)角度時(shí)各點(diǎn)的電壓電流波形如圖5所示。
TCR電流為非正弦波,含有諧波成分,特征諧波主要為3、5、7、11和13次諧波,諧波含量如圖6所示。
裝置組成:
GZSVC是由靜止元件構(gòu)成的并聯(lián)可控?zé)o功功率補(bǔ)償裝置,晶閘管控制電抗器型GZSVC裝置主要濾波/電容支路(FC)和TCR支路組成。TCR型GZSVC裝置由晶閘管閥組、控制保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)、純水冷卻系統(tǒng)、相控電抗器及各種附件組成。
晶閘管閥組:
采用臥式結(jié)構(gòu),多層布置形式,框架采用氧化或噴塑工藝的角鋁制成高壓晶閘管閥,采用國(guó)外半導(dǎo)體公司的晶閘管元件串聯(lián)連接,能承受GZSVC裝置的最大過(guò)流/過(guò)壓水平和較高的dv/dt,di/dt水平,并配合電抗器實(shí)現(xiàn)良好動(dòng)態(tài)響應(yīng),高電位板實(shí)現(xiàn)高電位取能、觸發(fā)及BOD保護(hù)等功能。
純水冷卻系統(tǒng):
調(diào)解及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)精密,設(shè)置多重預(yù)警和保護(hù)功能,保證被冷卻器件始終處于安全的工作溫度,所以核心組件均選用國(guó)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,其中:主循環(huán)泵、管道過(guò)濾器、離子交換器、精密過(guò)濾器、緩沖罐等均采用不銹鋼316L材質(zhì),保證主機(jī)不漏水;
PLC程序控制,液晶觸摸顯示屏、圖形界面,操作界面友好無(wú)腐蝕、 低噪音具備遠(yuǎn)程通訊功能,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作。
控制保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng):
采用分層分布式控制系統(tǒng),簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì),增加了系統(tǒng)可靠性和可擴(kuò)展性?;贒SP實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制信號(hào)的并行處理,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制量的計(jì)算多功能自動(dòng)接口,滿足數(shù)據(jù)傳輸(CAN)、快速控制(直接I/O)和遠(yuǎn)程通訊(RS485)的需要。
開(kāi)環(huán)/閉環(huán)反饋控制方式。既確保系統(tǒng)的電壓波動(dòng)和閃變符合國(guó)標(biāo)要求,又可確保系統(tǒng)功率因數(shù)穩(wěn)定。
通過(guò)EMC測(cè)試,具有較強(qiáng)的抗干擾能力,設(shè)遠(yuǎn)方工作站和就地工作站,具有友好的人機(jī)控制界面(HMI)。
相控電抗器:
a、整體性強(qiáng)、噪音低:由于采用小截面多層絕緣圓鋁導(dǎo)線 并聯(lián)纏繞,渦流及雜散損耗小,匝間電容低,繞組縱向電壓分布均
b、勻采用了多種有效措施防止樹(shù)枝狀放電
c、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、安裝簡(jiǎn)單、無(wú)易燃物、運(yùn)行安裝可靠。
濾波器組:
該裝置主要作為變電站或用戶6~110KV母線無(wú)功補(bǔ)償兼濾波之用,裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)和濾波源特點(diǎn),利用專(zhuān)用程序進(jìn)行濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì),使無(wú)功功率和濾波效果最佳。濾波裝置由濾波電容器、空芯電抗器和電阻器適當(dāng)組成調(diào)諧濾波器或高通濾波器,接線方式為中性點(diǎn)不接地的星型接線。
型號(hào)說(shuō)明:
使用環(huán)境條件:
a.無(wú)劇烈振動(dòng)、無(wú)腐蝕性氣體、無(wú)爆炸及易燃危險(xiǎn)、無(wú)導(dǎo)電塵埃
b.環(huán)境溫度:?。?5oC ~ +40oC
c.相對(duì)濕度: 日平均值≤95%,月平均值≤90%
d.海拔高度: 2000米及以下
e.安裝傾斜度:偏離基準(zhǔn)位置不超過(guò)5°
f. 最高運(yùn)行電壓: 小于1.1UN(長(zhǎng)期)
g. 最大負(fù)載電流: 小于1.3IN
技術(shù)參數(shù):
a. 額定電壓: 6kv 10kv 35kv
b. 頻率: 50 HZ(工頻)
c. 控制器參數(shù):
1. 控制器電源: 220VAC±15%;
2. 交流電壓取樣:100V(PT二次線電壓);
3. 交流電流取樣:0~5A(若PT取二次A、C線電壓時(shí),CT應(yīng)取B相相電流);
4. 動(dòng)作間隔時(shí)間:1~60分可調(diào);
5. 動(dòng)作需系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間:2~10分可調(diào);
6. 功率因數(shù)整定:0.8~0.99可調(diào);
7. 出口繼電器觸點(diǎn)容量: 220VDC時(shí)5A;
8. 測(cè)量精度: 電壓 ≤0.5%
電流 ≤0.5%
功率因數(shù) ≤1.0%
規(guī)格型號(hào):
規(guī)格與容量 | 單臺(tái)容量 | 電容臺(tái)數(shù) | 外形尺寸 |
GZSVC-D/300 | 100Kvar | 3 | (1000×1400×2650) ×2 |
GZSVC-D/450 | 150Kvar | 3 | (1000×1400×2650)×2 |
GZSVC-D/600 | 200Kvar | 3 | (1000×1400×2650)×2 |
GZSVC-D/900 | 150Kvar | 6 | (1200×1400×2650)×2 |
GZSVC-D/1200 | 200Kvar | 6 | (1200×1400×2650)×2 |
GZSVC-D/1800 | 200Kvar | 9 | (1400+1200)×1400×2650 |
GZSVC-D/2400 | 200Kvar | 12 | (1400+1200)×1400×2650 |
GZSVC-D/3000 | 200Kvar | 15 | (2000+1200)×1400×2650 |
GZSVC-D/3600 | 200Kvar | 18 | (2000+1200)×1400×2650 |
注:其它補(bǔ)償容量根據(jù)用戶要求另行設(shè)計(jì)。
操作說(shuō)明:
本裝置操作分手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種方式,操作程序如下:
1.檢查設(shè)備安裝等是否有誤,如一切無(wú)誤,關(guān)好所有柜門(mén),并確定電磁鎖或機(jī)械鎖已將其鎖牢,然后先接通裝置的控制電源;
2.通電后,如須手動(dòng)投切電容器,將成套柜上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置本地控制,此時(shí)自動(dòng)控制(控制器控制)退出,按下柜門(mén)上合閘按鈕,合閘指示燈亮,表示電容器組投上,按下分閘按鈕,分閘指示燈亮,表示電容器切下;
3.因手動(dòng)投切不準(zhǔn)確,一般裝置設(shè)為自動(dòng)控制狀態(tài)。此時(shí),將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置遠(yuǎn)程控制端,裝置將由控制器控制,手動(dòng)控制退出??刂破骶唧w操作見(jiàn)“控制器說(shuō)明”;
4.接通一次高壓電源,注:通上高壓電后,切勿再將柜門(mén)打開(kāi);
5.成套柜上照明開(kāi)關(guān)置“開(kāi)”端時(shí),柜內(nèi)照明燈亮,供工作人員觀察柜內(nèi)設(shè)備所用;置“關(guān)”端,燈滅;
6.如須檢修設(shè)備,先將所有電源斷開(kāi),再打開(kāi)柜門(mén)進(jìn)行檢修。