高压静止型动态滤波无功补偿成套装置

 

ZRSVC静止型动态滤波无功补偿项目

ZRMCR-10-1500KVAR+

ZRTBBL-10-2100KVAR-AK

（H5/750+H7/750+H11/600）

所有设备的设计、制造、检查、试验及特性除满足规定的特别标准外，都遵照适用的*新版IEC标准和中国国家标准（GB）及电力行业（DL）标准，以及国际单位制（SI）。

GB/T20298-2006     《静止无功补偿装置(SVC)功能特性》

GB/T20297-2006     《静止无功补偿装置(SVC)现场试验》

GB10229            《电抗器》

GB311.1            《高压输变电设备的绝缘配合》

GB311.2~6          《高电压试验技术》

GB7354                 《局部放电测量》

GB/T11024          《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器》

GB4208             《外壳防护等级的分类》

GB5882                 《高压电力设备外绝缘污秽等级》

GB50227-95         《并联电容器装置设计规范》

GB11024-1989       《高电压并联电容器耐久性试验》

GB15116.5-1994     《交流高压熔断器并联电容器外保护用熔断器》

GB311.1-1997       《高压输变电设备的绝缘配合》

GB156-2003         《标准电压》

GB/T14549-1993     《公用电网谐波》

GB12325-2003       《供电电压允许偏差》

GB12326-2000       《电压波动和闪变》

GB/T15543-1995     《三相电压允许不平衡度》

GB/T15945-1995     《电力系统频率允许偏差》

GB/T18481-2001     《暂时过电压和瞬态过电压》

GB/T15291          《半导体器件_第6部分_晶闸管》

DL/T462            《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》

DL/T672            《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》

DL/T840-2003       《高压并联电容器使用技术条件》

DL/T653-1998       《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》

DL/T804-2002       《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》

DL442-1991         《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》

以上标准若有*新版本，则按*新版本执行。未尽事宜，将在谈判及合同阶段由双方另行约定。

第二章  ZRSVC设计方案

2.1.总述

针对静止型动态无功补偿项目要求，供方提出双母线分段运行，每段 10kV母线上分别装一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高压动态滤波无功补偿成套设备（SVC）,能同时解决系统无功补偿仰制5次，7次，11次以上谐波， 5次滤波支路设计安装容量750 kVar，7次滤波支路设计安装容量750 kVar，11次滤波支路设计安装容量600 kVar，另配磁控电抗器容量1500kVar，可实现系统无功动态基波补偿容量0~1500kVar连续可调，功率因数维持在0.95以上。能够有效的对系统的无功量进行跟踪补偿，做到无级调节，稳定电压。

无功补偿项目的方案进行设计，并提供此技术方案。可提供无功补偿项目的全部设计、制造、工厂试验、包装、运输、保管、指导现场安装调试和试验、技术培训、试运行的指导工作，以及质量保证期间及其后的服务等。

2.2.工程概况

2.2.1情况概述

变压器容量***MVA，电压等级10kV。

2.2.2 环境条件

海拔高度：不超过1000米

*大月平均相对湿度：95%

*高环境温度：+45°

*低环境温度：-25°

*热月24h平均*高温度：+30°

污染：IP40

安装地点无爆炸危险介质，周围介质中不含破坏绝缘性能的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及有严重的霉菌存在，使用地点不应有较强烈的外磁感应强度。

2.2.3方案整体规划

在10kV两段母线上分别装一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高压动态滤波无功补偿成套设备（SVC）,能同时解决系统无功补偿，能够有效的对系统的无功量进行跟踪补偿，做到无级调节，稳定电压。

2.2.4补偿容量

根据要求：高压动态无功自动补偿成套设备（SVC）设备基波补偿容量为：

Q_C1=1500Mvar

各滤波器支路设置综合考虑可以发出的基波容量，采取*优化配置。在各滤波器支路基波容量和谐波源谐波电流确定的前提下，要计算滤波器其它参数，首先必须确定滤波电容器的额定电压。滤波电容器的额定电压受以下几方面的影响：

l        母线电压水平；

l        谐波电流加在电容器两端的谐波残压；

l        串联电抗器后电容器两端电压的升高；

l        电压波动使电容器两端电压的升高。

按照要求：5次单调谐滤波支路电容器额定电压取12/√3kV、7次单调谐滤波支路电容器额定电压取12/√3kV、11次单调谐滤波支路电容器额定电压取12/√3kV、。

利用输出容量和安装容量的关系，设备安装容量可有以下公式得到：

式中  —安装容量（kvar）

—输出容量（kvar）

—系统标称电压（kV）

—补偿电容器组耐压限值（kV）

2.2.5参数的选择

按照招标文件要求，每套高压动态无功自动补偿成套设备（SVC）各个部分参数如下：

l     MCR部分：

额定容量：     1.5 Mvar

额定电压：     10.5kV

*高工作电压： 12kV

额定频率：     50Hz

l     5次滤波电容器支路：

电容器参数的选择

  型号规格:          AFM

额定电压：         12/√3kV

额定容量：         250 kvar

数量：             3只

l     7次滤波电容器支路：

电容器参数的选择

  型号规格:          AFM

额定电压：         12/√3kV

额定容量：         250 kvar

数量：             3只

l     11次滤波电容器支路：

电容器参数的选择

  型号规格:          AFM

额定电压：         12/√3kV

额定容量：         200kvar

数量：             3只

空芯滤波电抗器参数的选择：

  型号规格：          LKGKL

  额定电流：          按生产设计要求A

额定电感：          按生产设计要求mH

 ZRMCR主控制单元

控制系统采用微电子全数字芯片控制系统，实时监测系统电能质量数据，并通过高速计算，动态精密响应补偿系统需求的无功。应用先进的交流电波分析技术，能够在强干扰、强谐波等恶劣环境下，保证参数设定的正确性及工作的稳定性。具有 RS485、232远程通讯功能，液晶显示屏，操作简捷，处处为用户考虑，功能完备：监测、控制、数据备份、查阅、数据的转存并适用于常用处理软件的分析和利用，可实时分析该补偿装置系统的电流、电压、有功、无功、电抗器电流；具有过压，欠压保护，过流保护，采样电压掉线保护，外部接入故障保护、本体故障保护、电压越上下限报警、三相电流不平衡报警等保护。

1．2 磁控电抗器

磁控电抗器（MCR）是一种全新的无功补偿设备，含有晶闸管和二极管等电子元件及相应的控制系统，属于电力电子智能产品。MCR的渊源来自磁放大器以及传统的饱和电抗器，但是由于他们的响应速度慢、损耗大、噪音大、谐波大等缺点，长期以来没有得到广泛的应用，“磁阀”概念的提出，大大改善了饱和电抗器在损耗、噪音以及谐波等方面的性能，为饱和电抗器性能上的突破奠定了基础，而控制技术与电力电子在饱和电抗器中的创新应用，更是根本上改变了传统饱和电抗器响应速度慢和控制困难的缺点。

图2给出了MCR的原理示意图。

图2、MCR的原理示意图

从图中可以看出，MCR由一个四柱铁心和绕组组成，中间两个铁心柱为工作铁心，Nk为控制绕组，N为工作绕组。由于可控硅接于控制绕组上，其电压很低，约为系统额定电压的1%左右，从而大大提高了运行可靠性。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Nk的匝数为N的1%计，可控硅T1和T2上的电压仅为工作电压的1%，在电压的正半周T1导通，在电压的负半周T2导通，通过控制T1、T2的导通角即可控制直流激磁。导通角越小，ik1和ik2越大，铁心饱和度越高，电抗器的感抗越小。因此，只要控制T1和T2的导通角大小，就可以平滑的调节MCR的容量。从图中，还可以看出MCR具有自耦励磁功能，省去了单独的直流控制源。MCR的另一特点是小截面铁心处于极限饱和状态。而其他铁心则处于不饱和状态，降低了有功损耗（约为额定功率的0.9%），降低了谐波含量（约为TCR的一半左右，通过简单的角接处理，谐波含量可以降至5%以下），噪声也比较小。

MCR主体采用优质硅钢片和漆包线，并采用低温升设计，具有极高的可靠性，可以做到正常使用20年以上，只需定期进行简单的常规检查即可确保设备长期稳定运行，维护工作量极小，维护难度小，维护成本极低。由于主体设备为油浸电抗器，采用室外安装方式，基建工作量非常小，基建投入降到*低。

1．3磁控电抗器执行单元

执行单元由电源变换、励磁通断控制、光电变换隔离单元组成，与电抗器安装连接结构示意图如图3所示，励磁系统工作电压极低，只有几百伏，电力电子元件全部采用进口优质低压元件，所有这些元件都高度成熟可靠，励磁系统自身具有完备的保护系统，可充分保证其运行的可靠与安全，励磁系统与主控制单元采用光信号进行控制和状态传输，保证系统具有很强的抗干扰能力和高度的可靠性。

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