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新風(fēng)光低壓SVG裝置在焦化廠配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2020-04-18 作者:新風(fēng)光

1前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,用電負(fù)荷的急劇增加,電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量日益受到重視。目前煤礦及有關(guān)企業(yè)無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié),使0.4kV配電系統(tǒng)經(jīng)常處在欠補(bǔ)償或過(guò)補(bǔ)償狀態(tài),還有國(guó)家電網(wǎng)正在積極推進(jìn)農(nóng)網(wǎng)改造,改造內(nèi)容主要涉及變壓器、電纜擴(kuò)容以及電能質(zhì)量治理等方面,國(guó)家越來(lái)越重視電網(wǎng)質(zhì)量的治理,消除諧波,提高功率因數(shù),建設(shè)智能電網(wǎng),低壓SVG產(chǎn)品符合國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召。

2 現(xiàn)場(chǎng)用戶情況

焦化廠在配電系統(tǒng)中,有沖擊性負(fù)載和穩(wěn)定非線性負(fù)載,工作時(shí)工作電流嚴(yán)重畸變,穩(wěn)定性負(fù)載一般產(chǎn)生5次、7次、9次、11次、13次諧波,而沖擊性負(fù)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(duì)諧波比較敏感,諧波的大小將直接影響到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。由于焦化生產(chǎn)本身的特殊性,日趨復(fù)雜、惡劣的用電環(huán)境給生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。

焦化廠領(lǐng)導(dǎo)為了治理諧波,凈化電網(wǎng)環(huán)境,提高功率因數(shù),保證焦化廠正常生產(chǎn),選用了新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的0.4kV/300kvar SVG(型號(hào)FGSVG-L300/0.4-4R)低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置,對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行改善。

2 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償

以下對(duì)新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置做一些介紹。

2.1 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R技術(shù)指標(biāo)

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R可以動(dòng)態(tài)輸出300kvar的感性或容性無(wú)功,通過(guò)對(duì)電網(wǎng)側(cè)的無(wú)功檢測(cè),動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功,諧波治理,達(dá)到對(duì)電壓和功率因數(shù)的控制。

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1  FGSVG-L300/0.4-4R技術(shù)參數(shù)

序號(hào)

項(xiàng)目

技術(shù)指標(biāo)

1

額定工作電壓

0.4kV

2

額定容量

-300.0~+300.0 kvar

3

輸出無(wú)功范圍

感性到容性額定無(wú)功范圍內(nèi)連續(xù)變化

4

有效響應(yīng)時(shí)間

瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間小于100us,全響應(yīng)時(shí)間小于10ms

5

輸出電流諧波(THD)

≤3%.

6

過(guò)載能力

1.2倍過(guò)載1min

7

產(chǎn)品功能

補(bǔ)償無(wú)功功率、治理諧波、平衡負(fù)序電流、抑制電壓閃變

8

效率

額定運(yùn)行工況≥97%

9

通信接口

RS485、以太網(wǎng)

10

通信協(xié)議

Modbus_RTU、IEC60870-5-104

11

保護(hù)功能

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

12

運(yùn)行溫度

-20℃~+40℃

13

貯存溫度

-40℃~+65℃

2.2 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)

FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo),滿足用戶對(duì)提高輸配電電網(wǎng)的功率因數(shù)、治理諧波、補(bǔ)償負(fù)序電流的迫切需要,具有以下特點(diǎn):

(1)模塊化設(shè)計(jì),安裝、調(diào)試、設(shè)定方便。

(2)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,響應(yīng)時(shí)間≤10ms。

(3)輸出電流諧波(THD)≤3%.

(4)多種運(yùn)行模式極大的滿足用戶需求,可實(shí)現(xiàn)無(wú)功控制,也可實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定控制。

(5)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化,動(dòng)態(tài)連續(xù)平滑補(bǔ)償無(wú)功功率,提高系統(tǒng)的功率因數(shù),實(shí)時(shí)治理諧波,補(bǔ)償負(fù)序電流,提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。

(6)抑制電壓閃變,改善電壓質(zhì)量,穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。

(7)FGSVG電路參數(shù)精心設(shè)計(jì),發(fā)熱量小,效率高,運(yùn)行成本低。

(8)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。

(9)具備擴(kuò)展功能,可實(shí)現(xiàn)SVG+FC聯(lián)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(dòng)復(fù)位功能,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守監(jiān)控。

(11)開(kāi)停機(jī)無(wú)暫態(tài)沖擊,無(wú)合閘涌流,無(wú)功變化迅速平滑。

(12)保護(hù)功能齊全,具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、光纖通訊故障、單元過(guò)熱、不均壓等保護(hù),并能實(shí)現(xiàn)故障瞬間的波形錄制,便于確定故障點(diǎn),易維護(hù),運(yùn)行可靠性高。

(13)可并聯(lián)安裝,極易擴(kuò)展容量。并機(jī)運(yùn)行使用光纖通訊,通訊速度快,能夠完好的滿足實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>

(14)人機(jī)界面友好顯示,對(duì)外通訊提供了RS485、以太網(wǎng)等接口,采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議。除具有實(shí)時(shí)數(shù)字量及模擬量的顯示、運(yùn)行歷史事件記錄、歷史曲線記錄查詢、單元狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)信息查詢、歷史故障查詢等功能外,還具有送電后系統(tǒng)自檢、一鍵開(kāi)停機(jī)、分時(shí)控制、示波器(AD通道強(qiáng)制錄波)、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。具備GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控功能。

(15)與系統(tǒng)連接時(shí),不需要考慮交流系統(tǒng)相序,連接方便。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

FGSVG-L300/0.4-4R動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和諧波裝置的主電路為三相四線制結(jié)構(gòu),機(jī)架式采用多個(gè)單元并聯(lián),見(jiàn)圖1所示。

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圖1三相四線制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

FGSVG系列低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和諧波裝置主要由控制面板、儲(chǔ)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(chǎn)品基本原理就是利用可關(guān)斷的電力電子器件(IGBT)組成自換相橋式電路,通過(guò)變壓器或者電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上,適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制其交流側(cè)電流,使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?,如?所示。

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表2運(yùn)行模式原理表 

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

該焦化廠在改造前,經(jīng)測(cè)試,該配電系統(tǒng)存在大量諧波且電流波形已嚴(yán)重失真,見(jiàn)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(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行如圖5所示。本產(chǎn)品不但可以治理諧波還能補(bǔ)償無(wú)功功率。

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 圖5 新風(fēng)光產(chǎn)品在客戶現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行

本產(chǎn)品已于2016年7月27日成功并網(wǎng),至今運(yùn)行正常,用戶功率因數(shù)已由0.88提高至0.95,電價(jià)已由罰款1%變?yōu)楠?jiǎng)勵(lì)0.75%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

改造后,測(cè)試電網(wǎng)質(zhì)量,THDi已下降至2.6%,且電流波形質(zhì)量已明顯改善,如圖6、圖7所示。

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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(jié)論

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R設(shè)備投入一次性投入運(yùn)行,產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠,用戶非常滿意,不但解決用戶改善電網(wǎng)質(zhì)量,提高功率因數(shù),而且使電費(fèi)由罰款變?yōu)楠?jiǎng)勵(lì),經(jīng)濟(jì)效益非常明顯,新風(fēng)光低壓SVG產(chǎn)品滿足了低壓配電系統(tǒng)中諧波和無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊?,具有廣闊的應(yīng)用前景。

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