(1)一般電力系統(tǒng)用戶負荷吸收有功功率PL和無功功率QL。
電源提供有功功率PS和無功功率QS(可能感性無功,也可能是容性無功),忽略變壓器和線路損耗,則有PS=PL,QS=QL。沒有無功吸收部分的電網(wǎng)存在以下幾個問題:
1)電網(wǎng)從遠端傳送無功;
2)負荷的無功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
因此,電力系統(tǒng)一般都要求對用電負荷進行必要的無功補償,以提高電力系統(tǒng)的帶載能力,凈化電網(wǎng),提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。
(2)SVC型ZRTSC裝置主要由ZRTSC部分和ZRHVC部分組成(另附圖紙)。
ZRHVC回路采用真空接觸器自動投切電容器組,達到補償無功的目的;
ZRTSC回路采用晶閘管閥組動態(tài)投切電容器組,對應負載波動比較大的負載,
能實現(xiàn)維持母線電壓不變或在一個事先設定的范圍。由于ZRTSC的動態(tài)響應速度非常快,響應時間40毫秒,即實現(xiàn)了無功功率的實時動態(tài)補償。
針對*****有限公司*****變電所現(xiàn)場設備運行情況,在10kV母線上裝一套采用ZRTSC+ZRHVC型的高壓動態(tài)無功補償成套設備(SVC),能解決系統(tǒng)無功補償,同時抑制5次以上諧波,動態(tài)自動投切支路補償300KVar,接觸器投切容量450KVar,分兩個支路T300+450,可實現(xiàn)系統(tǒng)無功動態(tài)補償容量300-450-750kVar動態(tài)補償。能夠有效的對系統(tǒng)的無功量進行跟蹤補償,做到有級調(diào)節(jié),穩(wěn)定電壓。
方案整體規(guī)劃
在10kV母線上裝一套采用ZRTSC+ZRHVC型的高壓動態(tài)無功補償成套設備(SVC),能同時解決系統(tǒng)無功補償,能夠有效的對系統(tǒng)的無功量進行跟蹤補償,做到動態(tài)調(diào)節(jié),HVC采用接觸器投切,負載穩(wěn)定時候HVC投入,負載波動大時候TSC頻繁投切,提高功率因數(shù),穩(wěn)定電壓。
ZRTSC主控制單元
控制系統(tǒng)采用微電子全數(shù)字芯片控制系統(tǒng),實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù),并通過高速計算,動態(tài)精密響應補償系統(tǒng)需求的無功。應用先進的交流電波分析技術(shù),能夠在強干擾、強諧波等惡劣環(huán)境下,保證參數(shù)設定的正確性及工作的穩(wěn)定性。具有 RS485、232遠程通訊功能,液晶顯示屏,操作簡捷,處處為用戶考慮,功能完備:監(jiān)測、控制、數(shù)據(jù)備份、查閱、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存并適用于常用處理軟件的分析和利用,可實時分析該補償裝置系統(tǒng)的電流、電壓、有功、無功;具有過壓,欠壓保護,過流保護,采樣電壓掉線保護,外部接入故障保護、本體故障保護、電壓越上下限報警等保護。
ZRTSC晶閘管閥觸發(fā)控制器采用晶閘管端電壓過零觸發(fā)方式,專用于晶閘管閥開關電路的觸發(fā)控制,特別適合用于3—12KV系統(tǒng) TSC投切電容器的無觸點開關,用于快速頻繁投切補償電容器。具有如下特點:
l 在線測試閥組的靜態(tài)參數(shù),監(jiān)視閥組開通關斷的動態(tài)過程,確保多個晶閘管串聯(lián)的可靠性。
l 閥組和控制單元之間通過光纖隔離通訊,電磁隔離觸發(fā)。
l 電容電壓和電網(wǎng)電壓相等時閥組兩端電壓為零,閥組兩端零電壓觸發(fā),負載電流過零時關斷。確保閥組導通和關斷時沒有沖擊電流。
l RS485串行通訊接口,MODBUS RTU通訊協(xié)議??梢詮V泛地與各種工控軟件進行通訊。
l 具備低壓模擬試驗調(diào)試方式,方便調(diào)試。
l 中文顯示界面,液晶屏或觸摸屏。
2. 技術(shù)參數(shù)
2.1 輸入
工作電源:AC 185V~220V/50-60HZ/5A或者DC 200V~300V
通斷控制:光耦隔離,高電平DC12V觸發(fā)輸出,低電平不觸發(fā)。
2.2 輸出
觸發(fā)能力:每個支路*多80只晶閘管(40個正反并聯(lián)單元串聯(lián))。
觸發(fā)電流:恒流觸發(fā),每支晶閘管觸發(fā)電流分散性不大于10%。
輸出繼電器:3只繼電器輸出,觸點負荷 AC250V1A
2.3 響應特性
控制接通延遲時間:不大于10ms。
斷開延時:不大于10ms。
斷開后再次接通間隔:0.6s
2.4 隔離特性(觸發(fā)控制器與其它控制電路接口)
通斷控制:DC1500V
串行通訊:DC500V
2.5 絕緣(觸發(fā)控制器與高壓電路間)
取決于觸發(fā)脈沖穿心電纜的絕緣,當采用10KV電纜時觸發(fā)脈沖與被觸發(fā)
的晶閘管間:75KV.
2.6 高壓電路采樣
電流:低壓電流互感器AC100mA,測量負載電阻30Ω
電壓:電阻分壓,采樣電阻100Ω
溫度:PT100鉑電阻
2.7適應性
頻率:允許晶閘管開關工作在小于1kHZ以下的電路中。
抗干擾:配合合理布線后的抗干擾等級優(yōu)于3級。
環(huán)境:相對濕度<85%
環(huán)境溫度:-25~60C°
2.8 冷卻方式
觸發(fā)控制器自然冷卻
2.9 顯示與設置:
顯示實時運行參數(shù),包括各相電壓、電流、溫度。
顯示內(nèi)部電路狀態(tài)和參數(shù)。
顯示報警與保護。
顯示參數(shù)校準,通訊參數(shù)設置,保護參數(shù)設置及復位。
2.10 保護與報警
過流:主電路電流超過此值報警并保護。狀態(tài)保持,手動復位。
過壓:主電路過壓。狀態(tài)保持,手動復位。
超溫:晶閘管散熱器超溫。狀態(tài)不保持,條件滿足自動解除。
欠壓:主電路欠壓。狀態(tài)不保持,條件滿足自動解除。
缺相:主電路缺相。狀態(tài)不保持,條件滿足自動解除。
故障:觸發(fā)控制器內(nèi)部電路異常,狀態(tài)保持,不可復位。
不平衡:某相閥組導通或者關斷異常。狀態(tài)保持,手動復位。
繼電器1:發(fā)生過壓、故障、不平衡、過流時繼電器1閉合,保護狀態(tài)保持,必須在液晶面板人工清除才能解除保護狀態(tài)。
繼電器2:任何一項報警發(fā)生都引起繼電器2閉合。
繼電器3:允許投切繼電器,繼電器閉合允許電容器投入運行。
發(fā)生報警或者保護時,如果閥組在斷態(tài)則禁止觸發(fā)。如果閥組在通態(tài)則停止觸發(fā)。
1. 適合于軋機等無功快速頻繁變化的場合。
2. 適合于高諧波電網(wǎng)系統(tǒng),閥組及觸發(fā)控制電路抗諧波能力強,可以用在電力濾波器裝置中投切電容器。
3. 內(nèi)部主體絕緣框架結(jié)構(gòu)采用不飽和聚酯玻璃纖維絕緣材料,化學性質(zhì)穩(wěn)定,機械強度高,抗應力能力強,絕緣能力強,阻燃。
4. 采用進口晶閘管,采用西門康晶閘管模塊。
5. 高精度過零檢測電路,過零檢測*小識別電壓不高于2V(10KV)。確保晶閘管開通沒有電流沖擊。
6. 高絕緣能力的脈沖變壓器隔離觸發(fā)。當以觸發(fā)脈沖延遲時間的一致性作為主要考慮因素時,變壓器隔離觸發(fā)輸出多路脈沖的一致性好于光電隔離觸發(fā)。因為電場和和磁場的變換是同時發(fā)生的,沒有絲毫的延遲。從這一點看,脈沖變壓器隔離有它原理上的優(yōu)越性,利于把晶閘管串聯(lián)的分散性降到*低。
7. 恒流觸發(fā),進一步降低晶閘管器件觸發(fā)參數(shù)分散性的影響,降低了對器件參數(shù)一致性要求,器件選擇容易,維修替換方便。
8. 閥組及一次電路與觸發(fā)控制電路間通過光纖傳遞信號,信息通過帶編碼校驗的通訊協(xié)議傳遞。
9. 人機屏獨立安裝在開關柜前面板,通過人機屏進行設置參數(shù)和查看運行狀態(tài)。人機屏根據(jù)需要可以選用帶鍵盤的液晶屏,也可以選用觸摸屏。
晶閘管作為工頻交流無觸點開關的應用已經(jīng)很普遍了,晶閘管的耐壓水平只有幾千伏,單只晶閘管組成的開關電路只能用于低壓系統(tǒng)里。在高壓系統(tǒng)里單只晶閘管元件的耐壓不能滿足要求,為此需要多只晶閘管元件串聯(lián)才能適應高壓系統(tǒng)的交流耐壓水平。由多只晶閘管元件及輔助部件串聯(lián)的電路常稱作晶閘管閥。晶閘管閥斷態(tài)時要求每只晶閘管承受相同的電壓,而且由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)和由通態(tài)轉(zhuǎn)為斷態(tài)的動態(tài)過程中,晶閘管步調(diào)一致地同時導通與關斷。顯然,靜態(tài)均壓和開通關斷的一致性控制技術(shù)是高壓晶閘管閥的技術(shù)關鍵。
晶閘管閥組兩端電壓過零導通,即電容電壓與系統(tǒng)電壓相等時觸發(fā)導通,過零觸發(fā)導通使電容平穩(wěn)地接入電網(wǎng),保證電容器投入操作無涌流、無操作過電壓、無燃弧。晶閘管電流過零時撤掉觸發(fā)脈沖,晶閘管零電流關斷,保證晶閘管兩端沒有過沖電壓。閥組導通與關斷響應速度快,不受電容器組殘壓影響,可以頻繁對電容器組操作。
晶閘管閥組柜由以下幾部分構(gòu)成。
1. 晶閘管閥單元:晶閘管元件及均壓輔助部件串聯(lián)組成的電路。晶閘管是閥組的關鍵元件,承受著系統(tǒng)電壓和導通時的電流。輔助部件由靜態(tài)和動態(tài)均壓電路組成,保證了每只晶閘管的斷態(tài)電壓均勻。
2. 散熱系統(tǒng):分為自冷和風冷兩種冷卻方式。自冷方式靠柜體內(nèi)空氣的自然對流帶走晶閘管散熱器的熱量。風冷方式時晶閘管及散熱器安裝在風道內(nèi),風道垂直安裝,風機在機柜外部頂端,空氣從柜體底部進入,通過風機引出。
3. 一次回路參數(shù)測量電路:測量電路由高壓反饋模塊和光纖通訊電路組成。高壓采集模塊采集晶閘管閥電壓、電流、溫度等參數(shù),通過光纖與控制電路板連接,用通訊編碼的方式下傳到觸發(fā)控制電路。
4. 觸發(fā)電路:由晶閘管觸發(fā)控制器和脈沖變送器組成。
5. 控制:由以下幾部分,面板操作與顯示,人機界面,開關控制輸入輸出接口,操作邏輯電路。
高壓動態(tài)補償適用于10KV以下系統(tǒng),適用于負載波動頻繁場所,額定容量100KVAR至3000KVAR;
4.1晶閘管閥組柜特點
4.2晶閘管閥原理
4.3工作原理
4.4晶閘管閥柜構(gòu)成