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新风光低压svg装置在焦化厂配电系统中的应用
1前言
随着国民经济的迅速发展,用电负荷的急剧增加,电网的运行质量日益受到重视。目前煤矿及有关企业无功补偿装置无功功率不能连续调节,使0.4kv配电系统经常处在欠补偿或过补偿状态,还有国家电网正在积极推进农网改造,改造内容主要涉及变压器、电缆扩容以及电能质量治理等方面,国家越来越重视电网质量的治理,消除谐波,提高功率因数,建设智能电网,低压svg产品符合国家节能减排的号召。
2 现场用户情况
焦化厂在配电系统中,有冲击性负载和稳定非线性负载,工作时工作电流严重畸变,稳定性负载一般产生5次、7次、9次、11次、13次谐波,而冲击性负载的谐波含量较为丰富,主要谐波为2次~7次,其中3次谐波含量最大,而各种控制电路、仪器、仪表对谐波比较敏感,谐波的大小将直接影响到生产效率和产品的质量。由于焦化生产本身的特殊性,日趋复杂、恶劣的用电环境给生产带来了严重的影响。
焦化厂领导为了治理谐波,净化电网环境,提高功率因数,保证焦化厂正常生产,选用了新风光电子科技股份有限公司生产的0.4kv/300kvar svg(型号fgsvg-l300/0.4-4r)低压动态无功补偿装置,对电网质量进行改善。
2 新风光fgsvg-l300/0.4-4r低压动态无功补偿
以下对新风光fgsvg-l300/0.4-4r高压动态无功补偿装置做一些介绍。
2.1 新风光fgsvg-l300/0.4-4r技术指标
新风光fgsvg-l300/0.4-4r可以动态输出300kvar的感性或容性无功,通过对电网侧的无功检测,动态补偿系统无功,谐波治理,达到对电压和功率因数的控制。
新风光fgsvg-l300/0.4-4r技术指标如表1所示。
表1 fgsvg-l300/0.4-4r技术参数 | ||
序号 | 项目 | 技术指标 |
1 | 额定工作电压 | 0.4kv |
2 | 额定容量 | -300.0~ 300.0 kvar |
3 | 输出无功范围 | 感性到容性额定无功范围内连续变化 |
4 | 有效响应时间 | 瞬时响应时间小于100us,全响应时间小于10ms |
5 | 输出电流谐波(thd) | ≤3%. |
6 | 过载能力 | 1.2倍过载1min |
7 | 产品功能 | 补偿无功功率、治理谐波、平衡负序电流、抑制电压闪变 |
8 | 效率 | 额定运行工况≥97% |
9 | 通信接口 | rs485、以太网 |
10 | 通信协议 | modbus_rtu、iec60870-5-104 |
11 | 保护功能 | 交流过电压保护、直流过电压保护、温度保护、装置短路保护、装置过载保护(限定于额定功率) |
12 | 运行温度 | -20℃~ 40℃ |
13 | 贮存温度 | -40℃~ 65℃ |
2.2 新风光fgsvg-l300/0.4-4r高压动态无功补偿装置的特点
fgsvg以高可靠性、易操作、高性能为设计目标,满足用户对提高输配电电网的功率因数、治理谐波、补偿负序电流的迫切需要,具有以下特点:
(1)模块化设计,安装、调试、设定方便。
(2)动态响应速度快,响应时间≤10ms。
(3)输出电流谐波(thd)≤3%.
(4)多种运行模式极大的满足用户需求,可实现无功控制,也可实现电压稳定控制。
(5)实时跟踪负荷变化,动态连续平滑补偿无功功率,提高系统的功率因数,实时治理谐波,补偿负序电流,提高电网供电质量。
(6)抑制电压闪变,改善电压质量,稳定系统电压。
(7)fgsvg电路参数精心设计,发热量小,效率高,运行成本低。
(8)设备结构紧凑,占地面积小。
(9)具备扩展功能,可实现svg fc联合控制功能,智能控制fc或者电容器投切,不需再加额外控制器。
(10)具备故障自动复位功能,实现无人值守监控。
(11)开停机无暂态冲击,无合闸涌流,无功变化迅速平滑。
(12)保护功能齐全,具有过压、欠压、过流、光纤通讯故障、单元过热、不均压等保护,并能实现故障瞬间的波形录制,便于确定故障点,易维护,运行可靠性高。
(13)可并联安装,极易扩展容量。并机运行使用光纤通讯,通讯速度快,能够完好的满足实时补偿的要求。
(14)人机界面友好显示,对外通讯提供了rs485、以太网等接口,采用标准modbus通讯协议。除具有实时数字量及模拟量的显示、运行历史事件记录、历史曲线记录查询、单元状态监控、系统信息查询、历史故障查询等功能外,还具有送电后系统自检、一键开停机、分时控制、示波器(ad通道强制录波)、故障瞬间电压/电流波形记录等特色功能。具备gprs远程无线监控功能。
(15)与系统连接时,不需要考虑交流系统相序,连接方便。
2.3系统结构
fgsvg-l300/0.4-4r动态无功补偿和谐波装置的主电路为三相四线制结构,机架式采用多个单元并联,见图1所示。
图1三相四线制的系统结构框图
fgsvg系列低压动态无功补偿和谐波装置主要由控制面板、储能电容、电抗器、igbt逆变、熔断器等器件组成。主回路、lcl滤波、igbt逆变多分布在电路板上。
2.4工作原理
图2 工作原理示意图
fgsvg系列产品基本原理就是利用可关断的电力电子器件(igbt)组成自换相桥式电路,通过变压器或者电抗器并联到电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流,使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的,如表2所示。
表2运行模式原理表
3现场应用情况
该焦化厂在改造前,经测试,该配电系统存在大量谐波且电流波形已严重失真,见图3和图4。
图3 谐波电流
图4 电流波形失真
新风光fgsvg-l300/0.4-4r设备现场运行如图5所示。本产品不但可以治理谐波还能补偿无功功率。
图5 新风光产品在客户现场运行
本产品已于2016年7月27日成功并网,至今运行正常,用户功率因数已由0.88提高至0.95,电价已由罚款1%变为奖励0.75%,经济效益显著。
改造后,测试电网质量,thdi已下降至2.6%,且电流波形质量已明显改善,如图6、图7所示。
图6 使用fgsvg后的谐波
图7 使用fgsvg后的电流波形
4结论
新风光fgsvg-l300/0.4-4r设备投入一次性投入运行,产品性能稳定可靠,用户非常满意,不但解决用户改善电网质量,提高功率因数,而且使电费由罚款变为奖励,经济效益非常明显,新风光低压svg产品满足了低压配电系统中谐波和无功补偿的要求,具有广阔的应用前景。