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新風光低壓SVG裝置在焦化廠配電系統中的應用

發布時間:2020-04-18 作者:新風光

1前言

隨著國民經濟的迅速發展,用電負荷的急劇增加,電網的運行質量日益受到重視。目前煤礦及有關企業無功補償裝置無功功率不能連續調節,使0.4kV配電系統經常處在欠補償或過補償狀態,還有國家電網正在積極推進農網改造,改造內容主要涉及變壓器、電纜擴容以及電能質量治理等方面,國家越來越重視電網質量的治理,消除諧波,提高功率因數,建設智能電網,低壓SVG產品符合國家節能減排的號召。

2 現場用戶情況

焦化廠在配電系統中,有沖擊性負載和穩定非線性負載,工作時工作電流嚴重畸變,穩定性負載一般產生5次、7次、9次、11次、13次諧波,而沖擊性負載的諧波含量較為豐富,主要諧波為2次~7次,其中3次諧波含量最大,而各種控制電路、儀器、儀表對諧波比較敏感,諧波的大小將直接影響到生產效率和產品的質量。由于焦化生產本身的特殊性,日趨復雜、惡劣的用電環境給生產帶來了嚴重的影響。

焦化廠領導為了治理諧波,凈化電網環境,提高功率因數,保證焦化廠正常生產,選用了新風光電子科技股份有限公司生產的0.4kV/300kvar SVG(型號FGSVG-L300/0.4-4R)低壓動態無功補償裝置,對電網質量進行改善。

2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R低壓動態無功補償

以下對新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態無功補償裝置做一些介紹。

2.1 新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標

新風光FGSVG-L300/0.4-4R可以動態輸出300kvar的感性或容性無功,通過對電網側的無功檢測,動態補償系統無功,諧波治理,達到對電壓和功率因數的控制。

新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標如表1所示。

表1  FGSVG-L300/0.4-4R技術參數

序號

項目

技術指標

1

額定工作電壓

0.4kV

2

額定容量

-300.0~+300.0 kvar

3

輸出無功范圍

感性到容性額定無功范圍內連續變化

4

有效響應時間

瞬時響應時間小于100us,全響應時間小于10ms

5

輸出電流諧波(THD)

≤3%.

6

過載能力

1.2倍過載1min

7

產品功能

補償無功功率、治理諧波、平衡負序電流、抑制電壓閃變

8

效率

額定運行工況≥97%

9

通信接口

RS485、以太網

10

通信協議

Modbus_RTU、IEC60870-5-104

11

保護功能

交流過電壓保護、直流過電壓保護、溫度保護、裝置短路保護、裝置過載保護(限定于額定功率)

12

運行溫度

-20℃~+40℃

13

貯存溫度

-40℃~+65℃

2.2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態無功補償裝置的特點

FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標,滿足用戶對提高輸配電電網的功率因數、治理諧波、補償負序電流的迫切需要,具有以下特點:

(1)模塊化設計,安裝、調試、設定方便。

(2)動態響應速度快,響應時間≤10ms。

(3)輸出電流諧波(THD)≤3%.

(4)多種運行模式極大的滿足用戶需求,可實現無功控制,也可實現電壓穩定控制。

(5)實時跟蹤負荷變化,動態連續平滑補償無功功率,提高系統的功率因數,實時治理諧波,補償負序電流,提高電網供電質量。

(6)抑制電壓閃變,改善電壓質量,穩定系統電壓。

(7)FGSVG電路參數精心設計,發熱量小,效率高,運行成本低。

(8)設備結構緊湊,占地面積小。

(9)具備擴展功能,可實現SVG+FC聯合控制功能,智能控制FC或者電容器投切,不需再加額外控制器。

(10)具備故障自動復位功能,實現無人值守監控。

(11)開停機無暫態沖擊,無合閘涌流,無功變化迅速平滑。

(12)保護功能齊全,具有過壓、欠壓、過流、光纖通訊故障、單元過熱、不均壓等保護,并能實現故障瞬間的波形錄制,便于確定故障點,易維護,運行可靠性高。

(13)可并聯安裝,極易擴展容量。并機運行使用光纖通訊,通訊速度快,能夠完好的滿足實時補償的要求。

(14)人機界面友好顯示,對外通訊提供了RS485、以太網等接口,采用標準MODBUS通訊協議。除具有實時數字量及模擬量的顯示、運行歷史事件記錄、歷史曲線記錄查詢、單元狀態監控、系統信息查詢、歷史故障查詢等功能外,還具有送電后系統自檢、一鍵開停機、分時控制、示波器(AD通道強制錄波)、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。具備GPRS遠程無線監控功能。

(15)與系統連接時,不需要考慮交流系統相序,連接方便。

2.3系統結構

FGSVG-L300/0.4-4R動態無功補償和諧波裝置的主電路為三相四線制結構,機架式采用多個單元并聯,見圖1所示。

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圖1三相四線制的系統結構框圖

FGSVG系列低壓動態無功補償和諧波裝置主要由控制面板、儲能電容、電抗器、IGBT逆變、熔斷器等器件組成。主回路、LCL濾波、IGBT逆變多分布在電路板上。

2.4工作原理

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圖2 工作原理示意圖

FGSVG系列產品基本原理就是利用可關斷的電力電子器件(IGBT)組成自換相橋式電路,通過變壓器或者電抗器并聯到電網上,適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制其交流側電流,使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流,實現動態無功補償的目的,如表2所示。

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表2運行模式原理表 

3現場應用情況

該焦化廠在改造前,經測試,該配電系統存在大量諧波且電流波形已嚴重失真,見圖3和圖4。

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圖3 諧波電流

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圖4 電流波形失真

新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備現場運行如圖5所示。本產品不但可以治理諧波還能補償無功功率。

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 圖5 新風光產品在客戶現場運行

本產品已于2016年7月27日成功并網,至今運行正常,用戶功率因數已由0.88提高至0.95,電價已由罰款1%變為獎勵0.75%,經濟效益顯著。

改造后,測試電網質量,THDi已下降至2.6%,且電流波形質量已明顯改善,如圖6、圖7所示。

1591251338(1).jpg

圖6 使用FGSVG后的諧波

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圖7 使用FGSVG后的電流波形

4結論

新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備投入一次性投入運行,產品性能穩定可靠,用戶非常滿意,不但解決用戶改善電網質量,提高功率因數,而且使電費由罰款變為獎勵,經濟效益非常明顯,新風光低壓SVG產品滿足了低壓配電系統中諧波和無功補償的要求,具有廣闊的應用前景。