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      濾波補償系列

    GZSVC高壓靜止型無功動態補償裝置

    時間:2018-05-08 13:27:58 點擊:

           

           節能降耗是建設節約型社會、實現經濟可持續發展的重要一環。在輸電網領域,靜止型無功補償裝置可以提供電網運行的安全穩定性,并在降低電網損耗、改善電能質量、避免發生大面積停電等方面發揮著重要作用。在配電網領域,能夠有效控制無功功率,提高功率因數,抑制諧波,提高生產效率,降低能耗。   

           高壓靜止型無功動態補償裝置(GZSVC)是一種典型的柔性交流輸電裝置(Flexible AC Transmission System,FACTS)。該裝置應用于輸電網可快速改變其無功出力,為電力系統提供動態無功電源、調節系統電壓;將供電電壓補償到一個合理水平,增加線路的輸電能力并加強對低頻振蕩的阻尼以及抑制同步振蕩;另外,GZSVC通過動態調節無功出力,抑制波動沖擊負荷運行時引起的母線電壓變化,有利于暫態電壓恢復,提供系統電壓的穩定水平。該裝置應用于配電電網時,如電氣化鐵路、冶金等工業用戶能夠有效控制無功功率,提高功率因數,降低非線性負荷所引起的電壓影響和諧波干擾,使三相負荷平衡化,改善電能質量,提高用戶的生產工效,提高產品質量和降低能耗。


    裝置功能:

           輸電系統GZSVC功能:

           實現連續動態精確的系統電壓調整

           提高系統穩定性

           增強系統阻尼,抑制振蕩

           提高系統安全性

           明顯降低二次網損

           顯著提高有功輸送能力

     

           配電系統GZSVC功能:

           提高功率因數

           降低網損

           抑制非線性負荷所引起的諧波干擾

           使三相負荷平衡化

           減小負序電壓波動和閃變

           改善電能質量

           提高生產效率

     

    裝置原理:

           GZSVC裝置根據控制策略,檢測有關電量和設定量的大小來改變與電抗器串聯的晶閘管的導通角,能快速連續的改變裝置的電感電流,從而獲得平滑調節的無功功率。采用多項國家先進技術,品質優良、運行可靠,可以按無功電壓或無功功率調節,可手動、自動轉換,也可分相或自適應調整,并有存儲、顯示、處理故障等功能。

           GZSVC一般由并聯的感性和容性兩大回路夠成,其中至少一個回路為動態回路,能根據補償要求快速變化其無功功率;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濾波器組(FC),如圖所示。TSC是分級投切的,不像TCR由相角控制,恰當的配合,TSC和TCR可以連續控制無功輸出。

    工作原理:

            GZSVC對無功的連續調節能力是通過TCR支路來完成的。無功補償裝置的主回路構成見圖2,TCR型的GZSVC裝置主要由濾波器/電容支路組成。其中TCR支路具備動態連續無功調節能力,但由其固有特性決定其無功輸出只能為感性。與其并聯的濾波支路提供基礎容性無功,使TCR型的GZSVC可具備從容性到感性區間的無功調節能力,TCR外特性見圖3。濾波器組同時還可濾除TCR自身產生的和系統其他負荷產生的諧波。

            TCR支路往往結成三角形接法,被控的相控電抗器一般分裂為兩個,分別接于晶閘管閥組兩側,以減小流過晶閘管閥組的短路電流。

            一般用觸發角α(亦稱之為點火角)來表示晶閘管的觸發瞬間,表示從電壓過零點到觸發點的電角度,每半周波電抗器導通角用α表示。導通角α及電抗器電流取決于觸發角a ,當為180度時,電抗器不投入運行,當a為90度時,電抗器電流達最大值。圖4為單相TCR原理接線圖及電流電壓波形。


     


           TCR正常工作時的觸發角范圍為90度—180度。當觸發角不是90度時,電流波形并非正弦波。不同觸發角度時各點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是由靜止元件構成的并聯可控無功功率補償裝置,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、控制保護監控系統、純水冷卻系統、相控電抗器及各種附件組成。


    晶閘管閥組:

           采用臥式結構,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,采用國外半導體公司的晶閘管元件串聯連接,能承受GZSVC裝置的最大過流/過壓水平和較高的dv/dt,di/dt水平,并配合電抗器實現良好動態響應,高電位板實現高電位取能、觸發及BOD保護等功能。


    純水冷卻系統:

           調解及控制系統設計精密,設置多重預警和保護功能,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外優質產品,其中:主循環泵、管道過濾器、離子交換器、精密過濾器、緩沖罐等均采用不銹鋼316L材質,保證主機不漏水;

            PLC程序控制,液晶觸摸顯示屏、圖形界面,操作界面友好無腐蝕、 低噪音具備遠程通訊功能,可以實現遠方操作。  

    控制保護監控系統:

           采用分層分布式控制系統,簡化了系統設計,增加了系統可靠性和可擴展性。基于DSP實現數字控制信號的并行處理,實現了實時控制量的計算多功能自動接口,滿足數據傳輸(CAN)、快速控制(直接I/O)和遠程通訊(RS485)的需要。

          開環/閉環反饋控制方式。既確保系統的電壓波動和閃變符合國標要求,又可確保系統功率因數穩定。

          通過EMC測試,具有較強的抗干擾能力,設遠方工作站和就地工作站,具有友好的人機控制界面(HMI)。

    相控電抗器:

           a、整體性強、噪音低:由于采用小截面多層絕緣圓鋁導線 并聯纏繞,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枝狀放電

           c、運行維護簡便、安裝簡單、無易燃物、運行安裝可靠。


    濾波器組:

           該裝置主要作為變電站或用戶6~110KV母線無功補償兼濾波之用,裝置的設計根據系統和濾波源特點,利用專用程序進行濾波器優化設計,使無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組成調諧濾波器或高通濾波器,接線方式為中性點不接地的星型接線。

      

    型號說明:

    使用環境條件:

            a.無劇烈振動、無腐蝕性氣體、無爆炸及易燃危險、無導電塵埃

            b.環境溫度: -25oC ~ +40oC

            c.相對濕度:   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:偏離基準位置不超過5°

            f. 最高運行電壓:  小于1.1UN(長期)

            g.   最大負載電流:  小于1.3IN

    技術參數:

            a. 額定電壓: 6kv   10kv   35kv

            b. 頻率: 50 HZ(工頻)

            c.  控制器參數:

                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,CT應取B相相電流);

                4. 動作間隔時間:1~60分可調;

                5. 動作需系統穩定時間:2~10分可調;

                6. 功率因數整定:0.8~0.99可調;

                7. 出口繼電器觸點容量: 220VDC時5A;

                8. 測量精度: 電壓 ≤0.5%  

                                       電流 ≤0.5%

                                       功率因數 ≤1.0%

    規格型號:

    規格與容量

    單臺容量

    電容臺數

    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:其它補償容量根據用戶要求另行設計。

    操作說明:

           本裝置操作分手動控制和自動控制兩種方式,操作程序如下:

           1.檢查設備安裝等是否有誤,如一切無誤,關好所有柜門,并確定電磁鎖或機械鎖已將其鎖牢,然后先接通裝置的控制電源;

           2.通電后,如須手動投切電容器,將成套柜上的轉換開關置本地控制,此時自動控制(控制器控制)退出,按下柜門上合閘按鈕,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.因手動投切不準確,一般裝置設為自動控制狀態。此時,將轉換開關置遠程控制端,裝置將由控制器控制,手動控制退出。控制器具體操作見“控制器說明”;

           4.接通一次高壓電源,注:通上高壓電后,切勿再將柜門打開;

           5.成套柜上照明開關置“開”端時,柜內照明燈亮,供工作人員觀察柜內設備所用;置“關”端,燈滅;

           6.如須檢修設備,先將所有電源斷開,再打開柜門進行檢修。


     

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