直流扎机动态滤波补偿ZRTBBDL
第1章 概述 3
1.2.1无功补偿需求 3
1.2谐波治理需求 3
第2章 SVC系统设计原始资料 1
2.1 系统参数 1
2.2电能质量数据(参考同类相似项目测试数据) 1
第3章 方案设计 4
3.1 负荷的工作特点及主要的影响 4
3.2 加装MSVC的必要性 5
3.3 方案设计 6
3.4 滤波器设计 8
3.4.1滤波器设计原则 8
3.4.2 滤波器设计 9
3.4.3 滤波器安全性能校核 10
3.5 设备投运后达到的技术指标和性能考核 11
第4章 MSVC装置阐述 14
第5章 FC功能概述 23
5.1装置构成 23
5.2设备规范 23
5.3电容器主要技术参数及性能要求 23
5.4电抗器的主要技术参数及性能要求 24
5.5成套装置的其他技术要求 25
装置能在均方根值不超过1.3倍该装置的电容器额定频率、额定正弦电压和无过渡状态时所产生的电流下连续运行。 26
5.6 遵循的主要标准 26
1无功补偿需求
在电力系统中,无功补偿要保持平衡,否则将导致系统电压下降,电能质量得不到保证,无功功率不足或者分配不合理是造成电压质量降低的根本原因,电压质量降低产生的后果是相当严重的,导致电气设备功率因素和电压降低,使电气设备得不到充分利用,促使电网传输能力下降,损耗增加,严重时设备损坏,降低电力系统运行的经济型。无功功率补偿可以提高功率因素和设备利用率,减小有功功率损耗,提高输电能力,平衡三相功率,为系统提供电压支撑,提高系统运行安全可靠性。
1.2谐波治理需求
理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值,谐波电流和谐波电压的出线,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围公用电网以外的设备带来危害。谐波对公用电网和其它系统的危害大致有以下几个方面:
(1) 谐波使公用电网中的电气元器件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备效率;
(2) 谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除了引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波还会使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏;
(3) 谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。
(4) 谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪音,降低通讯质量,重则导致信息丢失,是通信系统无法正常工作。
因此,对大功率非线性负荷产生的谐波必须进行治理,而且尤为紧迫。
第2章 SVC系统设计原始资料
2.1 系统参数
广东国鑫钢铁有限公司110kV华港变电所由上级南方电网220kV,变电站提供一条110kV进线(乌港线),经过一台主变(容量为63MVA),降为10kV母线,通过轧钢线甲和轧钢线乙断路器为下级高线生产线供电。
共2条10kV母线,每段母线的主要有以下负荷:
所测母线所带负荷情况:整流变压器6300kVA*1台、7200kVA*2台、3600kVA*1台、2000kVA*1台、动力变2500kVA*1台、1600kVA*1台,主要电机负荷为:直流传动,精轧主电机,12脉整流,1600kW*3台、预精轧电机6脉整流,600kW*6台、中轧及粗轧800kW*12台;交流电机,总负荷约为350kW;
本次工程考虑在10kV母线上加装动态无功补偿及谐波治理装置。
国标值(A)
62.22
46.66
21.14
谐波次数
13
23
25
测试值(A)
11.3
11.7
5.74
国标值(A)
17.96
10.23
9.32
注:国标值按*小短路容量311.09MVA换算。
3)测试结论
由以上的测试数据可知,10kV 1段及2段母线的功率因数较低,谐波电流11、23次超标。
第3章 方案设计
3.1 负荷的工作特点及主要的影响
由于电力电子器件的非线性和波形非正弦的特点,由电力电子器件组成的电气传动自动化装置的电源侧(网侧)的电流不仅含有基波,还包含丰富的谐波,电控系统在整个运行期间功率因数偏低(一般在0.2—0.8之间),同时起动无功冲击大,引起电网电压发生波动,这些都会给电网的运行和效率带来不良的影响,同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。
随着由电力电子器件组成的电气传动自动化装置的广泛应用和容量的不断增加,上述给公用电网和其他用电设备带来的不良影响(有人称之为电网污染或公害)日益显著。因此,在设计或构成一个大型的电气自动化系统时,必须考虑谐波治理和功率因数及无功功率补偿的问题。
综上所述,电控系统对电网的不利影响主要表现在:
— 起动无功冲击大
— 平均功率因数低
— 产生谐波电流
1. 无功冲击将产生如下的不良影响
1)使供电母线的电压产生波动,降低了机电设备的运行效率。
2)大量无功使系统功率因数较低,浪费大量能源。变流设备的自然功率因数较低,一般只有0.8左右,造成供配电系统的电能损耗增加,发配电设备的利用率下降,企业的电费支出增加,降低了企业的经济效益。
2. 谐波电流对电气设备的危害
1)谐波对供电变压器的影响
谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗,温升增加,出力下降,影响绝缘寿命。
2)谐波对旋转电机的影响
谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗,其次产生机械振动,噪声和谐波过电压。
3)谐波对电缆及并联电容器的影响,当产生谐波放大时,并联电容器,将因过电流及过电压而损坏,严重时将危及整个供电系统的安全运行。
4)谐波对变流装置的影响
交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等,并通过正反馈而放大系统的电压畸变,使变流器工作不稳定,而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作,甚至损坏变流设备。
5)谐波对通信产生干扰,使电度计量产生误差。
6)谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。
由以上分析可以看出,电气传动自动化装置产生的大量谐波电流和无功冲击会对用户本身及电网用电设备造成较严重的电压波动和谐波污染。这不仅带来运行隐患,威胁电网的安全稳定运行,还会给其他电气设备的运行带来不利影响。
3.2 加装MSVC的必要性
上述的无功问题和谐波问题都会给电网的运行或效率带来不良的影响,同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。
当消弧线圈调谐不当和系统对地电容处于串联谐振状态时会引起中性点电压过高,而且会对上述无功问题和谐波问题进一步放大(电容器的应用也可能导致谐波放大现象),从而引起三相对地电压严重不平衡,会对电气设备的安全运行造成极大的威胁。因此系统必须考虑加装快速的无功功率补偿装置,以滤除谐波,平衡无功的波动。
静止无功发生器(MSVC)可以快速平滑调节无功补偿功率的大小,改善系统的运行性能。
在负载变化情况下,SVG可以使变电站的电压波动明显降低,对工艺设备及变电站安全运行和稳定电能质量均有很好的作用。
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