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          變電站10kV動態無功補償裝置的研究

          高壓試驗變壓器

          電力系統中的沖鋒陷陣性載荷會對于電網形成的電壓穩定、電壓閃變及諧波等動能品質問題,可控硅靜態無功彌補裝置SVC應用晶閘管可控硅的開關道理,剎時地改觀無功功率,用以彌補或者吸引負載所需的無功。低壓靜態無功彌補裝置國際研討曾經較為寬泛,但10kV的靜態無功彌補裝置眼前研討較少。白文將FC+TCR 型的電容-電感型靜態無功彌補裝置用來 10kv 的靜態無功彌補。在電力系統沖鋒陷陣型載荷較大的趨向下,可控硅靜態無功彌補裝置能夠好轉對于10kV母線電壓的影響情況。
          跟著本國當代化建立的發展,對于電力的需要日益增多,比年來,本國電網正朝著大定量、高電壓的位置發展,從繁多的地點小電網逐步發展變化大海域聯網的系統,獲得了碩大的經濟上風。同聲,大定量、大規模電力系統所面臨的問題也日益一般,電力系統穩固性一旦受到毀壞,必將形成碩大的經濟喪失和苦難性的前因[1-2]。電力系統的各節點無功功率失調決議了該節點的電壓程度,因為當今電力系統的用戶中具有著少量無功功率屢次變遷的設備;如拉延機、電弧爐、電氣化鐵道等。同聲用戶中又有少量的對于系統電壓穩固性有較高請求的精細設備:如電腦、醫用設備等。因而急迫需求對于系統的無功功率進行彌補。 
          在實踐使用中,依據載荷變遷的需求,容電器分批輸入或者切除,即便用開關設備特性變比組別測量儀如接觸器分級地調理無功功率。內中10kV無功彌補裝置眼前首要采納整流輸入,此種辦法運用中不靈敏,消耗大[3-4]。因而,封閉動態的無功彌補裝置必將變化此畛域的發展趨向?煽毓桁o態無功彌補裝置 SVC(Static Var Compensator)應用晶閘管可控硅的開關道理,剎時地改觀無功功率,用以彌補或者吸引負載所需的無功。它的最大特征是能夠陸續地調理無功功率的輸出,到達無沖鋒陷陣彌補。因為能完成無沖鋒陷陣彌補,可控硅靜態無功彌補裝置能防止一般容電器投切時所導致的系統諧振,進步動能品質[5-6]。低壓靜態無功彌補裝置在國際已有多個廠家研發順利并使用于生產,但10kV的靜態無功彌補裝置在國際尚未有順利運行案例。 
          眼前,10kV無功彌補裝置均采納整流輸入或者切出,使不得靈敏調理。白文研討了采納FC+TCR 型無功彌補裝置進行穩固電壓,防止了電力系統沖鋒陷陣型載荷對于動能品質的影響。直流高壓發生器 
          SVC無功彌補的根本道理 
          SVC支使用晶閘管的運動型靜態無功彌補裝置,SVC 的彌補道理是經過掌握晶閘管觸發角,改觀接入系統中的 SVC等效電納的大小,從而使SVC 到達調理無功功率的手段。采納晶閘管掌握的運動無功彌補裝置依據晶閘管掌握對于象首要能夠分成晶閘管投切容電器(TSC)和晶閘管掌握內阻器(TCR),以及混雜式(TCR+TSC)等范例。 
          SVC的彌補道理是經過掌握晶閘管觸發角,改觀接入系統中的SVC等效電納的大小,從而使SVC到達靜態調理無功功率的手段。TCR晶閘管掌握內阻器的電流波形和接線圖如圖1所示。Th1、Th2為兩個反并聯的晶閘管,辨別在電源電壓波的兩個半周內導通,掌握觸發角α在90°~180°范疇內調理。
          90°時產生的理性無功最大,180°時產生的理性無功為零。因為內阻器是純理性載荷,因而電流滯后電壓90°,產生了理性無功。TCR相控內阻器由晶閘管的閥串和內阻器串聯形成,三相接線方式多數采納三角聯接。此外工事實踐中當定量較大時將內阻器分成等定量的分身體,串接在晶閘管閥串的兩頭,那樣可使得晶閘管在前阻器敗壞時失去額定的保護。 
          因為共同的TCR只能吸引理性的無功功率,因而常常與并聯容電器合作運用,使得總的無功功率為與并聯容電器無功功率對于消后的凈無功功率,因此能夠將彌補器的總體無功電流偏偏置到可吸引留性無功的范疇內。在 FC+TCR 中,容電器定量為負載所需求的無功總定量,而電感為可變電感。 
          當晶閘管全導通時,電感歧路相等于一度純電感,耗費最大無功功率。SVC系統輸出最小無功功率。這時晶閘管的導通角為零。假如增大導通角,電感歧路的電流就減小,這時電流出現連續性。當電感歧路為徹底割斷,電感歧路吸引零無功,SVC彌補系統輸出最大無功功率。那樣,經過改觀晶閘管的導通角就能夠陸續調理無功功率。 
          根本道理引見 
          電容-電感型靜態無功彌補裝置的掌握根本道理如圖3 所示。囊括四個全體: 
          1)TCR 基波電流參考值打算;即依據裝置的無功電流(或者功率)需要,打算內中的TCR基波電流(或者功率或者內阻)參考值,假如裝置的參考投入為無氧化鋅避雷器測試功電流需要,實時測得 FC 歧路的電流有用值,則 TCR 歧路電流的參考值即為前端減少后者。
          2)觸發提早角打算,即依據TCR 的無功電流或者內阻的參考值變更失去晶閘管的觸發提早角。 
          3)同步定計,即向脈沖掌握需要同步用的標準信號,它與投入交流電壓頻次相反、有流動的相位關系,掌握器依據該標準信號產生晶閘管觸發脈沖。   4)晶閘管觸發脈沖產生,即依據“觸發提早角打算”模塊產生的觸發提早角,構成晶閘管門極觸發脈沖,在恰當時辰導通晶閘管,使 TCR 歧路任務。 
          電容-電感型靜態無功彌補裝置一次全體首要由容電器、內阻器、晶閘管、空開、接觸器等構成;二次全體首要由數據搜羅板(DAS)、數據解決板(DSP)、電源模塊、驅動模塊等構成。晶閘管的作用首要掌握內阻器的輸出電流。裝置發動后,先搜羅系統的電壓量、電流量、接觸器地位,打算出系統的功率因數。依據實踐功率因數給出掌握信號,由驅動模塊驅動晶閘管,使晶閘管維持呼應的導通角,從而掌握整套裝置的無功輸出,使系統的功率因數滿意請求。 
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          彌補定量肯定 
          FC和TCR定量的挑選主如果依據10kV母線載荷的實測數據狀況和主變的功率消耗,依照載荷在主變定量的40%~85%范疇內變遷時,功率因數維持在0.97~0.99的設想指標進行打算。 
          掌握陽臺挑選 
          掌握器采納西門子數控系統。此系統是西門子公司生產的通用掌握系統,可*性高,使用較為寬泛。 
          掌握戰略 
          以穩固10 kV母線無功為主要手段,并對于電壓穩定進行改正,采納閉環掌握。經過PT檢測母線電壓,CT檢測母線電流,經過掌握器打算系統現在的無功功率值,再依據檢測到的母線電壓,打算在限制的電壓范疇內彌補所需的無功功率。經過對于晶閘管守舊立場的調理,滿意穩固系統無功的首要手段。采納閉環掌握能夠完成快捷呼應和準確調理,使SVC到達最優的彌補成效。 
          TCR晶閘管觸發掌握 
          觸發信號系統采納光纖傳輸,以有用防止電磁干擾,保障觸發信號的可*傳輸,觸發系統采納脈沖變壓器技術。
          保護系統 
          TCR系統的保護由西門子數控系統來實現,首要囊括閥串形態的監測、過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護、三相不失調保護、電光速斷保護等。 
          FC系統的繼電保護由保護柜來實現,該保護系統以PLC為核心掌握器,其特征為進度快、保險可*,縮小了機器式繼電保護裝置的維護量微機繼電保護測試系統(6相) 
          FC系統的保護有過電流、過電壓、欠電壓、容電器三相不失調保護和接地保護。思忖到變電站未來施行無人值守,在SVC系統和變電站綜合自動化系統間增多了通信接口,以完成SVC的遠動掌握。 
          白文研討了電容-電感型靜態無功彌補裝置的根本道理,給出了彌補定量確實定辦法,引見了掌握與保護系統的構成。 
          10kV靜態無功彌補裝置投運以來,產品運行穩固,抑止了因為沖鋒陷陣性載荷導致的電壓穩定和電壓閃變,彌補成效顯然優于保守的流動容電器彌補,為SVC系統在變電站的推行運用積攢了設想和運來潮歷。 


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