混合式实时动态无功补偿设备

混合式实时动态无功补偿设备混合式实时动态无功补偿设备 1. 背景现代企业的电力设备中，所用的大多是感性负载，生产过程中会产生大量的无功功率。无功功率不仅增加电力系统线路损耗和设备容量，还会造成线路电压的波动，对供电网的电能质量和供电效率有着严重的影响;同时对用户的用电设备以及生产质量也会造成不可弥补的损失。无功补偿技术是一种传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平高低，无功补偿通俗的讲就是将低压变压器或线路上传输过来的无用功转变为有用功。无功补偿有以下好处: (1) 减少线路与变压器损耗50%以上。就全国讲，线路损耗约占据12%...

混合式实时动态无功补偿设备 1. 背景现代企业的电力设备中，所用的大多是感性负载，生产过程中会产生大量的无功功率。无功功率不仅增加电力系统线路损耗和设备容量，还会造成线路电压的波动，对供电网的电能质量和供电效率有着严重的影响;同时对用户的用电设备以及生产质量也会造成不可弥补的损失。无功补偿技术是一种传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平高低，无功补偿通俗的讲就是将低压变压器或线路上传输过来的无用功转变为有用功。无功补偿有以下好处: (1) 减少线路与变压器损耗50%以上。就全国讲，线路损耗约占据12%，其中主要是无功分量引起的损耗，若无功线损降低50%-60%，一年便可节电500亿度左右，相当于半个三峡工程的发电量。这种不消耗一次能源，便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程，且投资极小，见效快; (2) 免罚款。我国电力部及物价局“关于颁发《功率因数调整电费办法》通知”中规定，功率因数0.94时，减少电费1.1%，功率因数0.6时增加电费15%。例如一个315KVA 的变压器，功率因数从0.6提高到0.94以上，年奖罚差3,4万元; (3) 不增加额外投资，便实现扩容。进行无功补偿后，便可提高电承载率，变压器可满负荷运行。例如一台315KVA的变压器，功率因数0.6负荷的变压器只能提供优质服务189KW的有功功率，不能承受300KW左右容量，需购买一台500KVA的变压器更换。将功率因数由0.6提高到0.98，相当于扩大了63%，即有功由18KW提高到309KW 可基本满足需要的容量，便节省了一台500KVA的变压器，经费约三四十万元; (4) 稳定供电电压、改善电能质量，延长了用电设备寿命，提高了产品质量。 2. 实时动态无功补偿装置 2.1 现有无功补偿方案目前常用的无功补偿设备为在负荷侧，采用接触器、复合开关或晶闸管等方式投切电容器与电抗器进行无功补偿，改善系统的电压水平和负荷的功率因数。但此种方式无法跟上负荷的快速变化，同时因为每组投切的电容器组容量固定，所以只能阶梯式投切无功补偿容量，补偿精度差，无法提供较好的补偿效果。近两年，一种全新的无功补偿设备——静止无功发生器(SVG)开始逐渐的进入无功补偿领域，SVG基于电压型逆变器原理，使用绝缘门极双极型晶体管(IGBT)来控制逆变交流电压的大小和相位，从而达到无功补偿的目的。由于IGBT的开关频率很高(可达几十kHz)，所以SVG可以快速对无功负载进行补偿，同时可以达到非常高的补偿精度。SVG在电焊机、轧钢机、高频炉等无功变化很快的场合十分适用，是今后无功补偿设备的发展方向，但目前由于技术、工艺及元器件的限制，大容量SVG的成本十分昂贵，且大部分为进口产品，无法满足普通无功补偿用户的需求，进而限制了SVG的大规模推广。 2.2 混合式实时动态无功补偿装置系统结构根据上述的现状，我公司研发了混合式实时动态无功补偿装置，它采用灵活的配置方案，可根据现场用户的实际需求实施不同方式的无功补偿方案，达到价格和效果的最佳组合。混合式实时动态无功补偿装置由两部分单元组成——静止无功发生器单元、投切型电容器/电单元均采用小功率、小体积、低抗器无功补偿单元。在混合式实时动态无功补偿装置中，各成本方式进行设计生产，均为可选单元，可根据现场的实际无功状态进行最优、灵活组合方式，以实现运行效果与成本的最佳比电网补电偿网点补电偿交流电网静止无功发静止无功发流点生器生器电压投切式无功投切式无功补偿器补偿器控制总线控制总线混合式实时动态无功补偿装置混合式实时动态无功补偿装置系统结构图在混合式动态无功补偿装置中，静止无功发生器、投切式无功补偿器各单元之间通过控制总线进行交互，根据整体控制策略，确定各部分需要补偿的无功时刻及容量。屏柜N出屏柜1出风风静止无功静止无功口口发生器发生器静止无功投切型电发生器容器投切型电投切型电容器容器投切型电投切型电后前后前容器容器门门门门投切型电投切型电容器容器投切型电投切型电容器容器进进进进风风风风口口口口交流母线远程通信控制总线装置现场结构装置实际外观图 2.3 混合式实时动态无功补偿装置特点 , 根据现场无功情况，配置各单元容量比例;针对大容量、固定的无功，配置投切式电容器进行补偿;针对小容量、变化快的无功，配置相应的静止无功发生器容量进行补偿; , 可根据现场的实际需求，进行多单元之间的各种组合，以实现低成本、高运行效果; , 各组合单元具有相互协调工作的控制策略，可实现多种组合方式的安全并联运行，最大限度满足用户现场需求; , 可利用静止无功发生器的有源滤波功能，在容量允许的情况下，同时进行无功补偿及谐波治理，节能效果好，全面解决用户的用电质量问题 ; , 系统响应时间快，动态性能好，可实现功率因数全程接近1(0.97以上)的无功补偿; , 可自动跟踪负荷变化，平滑无级输出系统的无功需求电流; , 可实现动态分相无功补偿; 3. 技术指标 3.1 无功补偿技术参数 , 输入:三相四线/三相三线 , 输入电压范围: 380V?15% , 容量: 50 , 300KVA(可根据现场配置) , 响应时间:5 -20ms , 频率:50Hz , 开关频率:6.4K , 效率: 〉96% , 功率因数: 〉0.95 , 补偿方式:单相或三相补偿(可以进行设置) , 补偿精度:连续补偿(补偿电流误差 < 5A) 3.2 通用参数 , 工作温度:-10度到45度(摄氏度) , 相对湿度:最大95%，无凝露 , 海拔高度 :海拔1500米以下 4. 典型应用 4.1 电力系统用户所关注的是: , 提高功率因数; , 提高线路及变压器有功功率容量，进而提高线路及变压器使用效率; , 降低线路及变压器由于无功功率所造成损耗; , 减小由于无功功率所造成的电压波动，提高供电质量。 100.4kV100.4kV CTCT400V母线混合式实时混合式实时动态无功补动态无功补偿装置偿装置 4.2 汽车生产行业客户关注 , 安全有效提升功率因数; , 避免无功冲击对电网的影响; , 保证安全输出，汽车生产设备的安全稳定可靠; , 减少功率损耗，减低生产成本。 100.4kV CT400V母线混合式实时动态无功补偿装置客户收益 , 功率因数安全有效提升，避免罚款，得到来自电力公司资金奖励; , 降耗节能，降低生产成本; , 消除由于无功功率所导致的设备供电电压减低，提高产品制造质量，延长设备使用寿命; , 电能质量提高，供电系统运行安全可靠。

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