SVG在冶金企业电力系统中的应用

第30卷第3期 2 0 1 0年9月 黑龙江冶金 0 010 喜峰 (西林钢铁集团有限公司，伊春153025) 摘要：本文通过变电所因谐波导致的电容器故障问题，介绍了关键词：无功补偿；谐波治理；静态无功发生器of 53025 n to by in VG 厂二总降变电所负责我公司轧钢生产线及 其相关配套电气设备的高压供配电。近年来，随 着轧钢生产线进行的几次技改，接人二总降电力 系统中各种整流设备和电力电子开关器件数量大 大增加，电力系统中谐波量也相应增大，加之轧机 及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲 击，对电网造成了很大的影响。变电所运行最直 观的现象就是为了使功率因素达到标准，必须投 入补偿电容，但是变电所的补偿电容器却无法投 人或投人补偿电容器后保护动作跳闸，强行投入 后，电容器熔丝也会很快熔断。根据其他变电所 及二总降变电所以往运行经验，在此功率因数下， 无功电流不应大于熔丝熔断电流。经过对本变电 所供电现状及故障现象的分析，认定其是由电力 系统中的谐波引起的。想要解决上述问题，则必 须提高本变电所电力系统的无功补偿及抑制谐波 的能力。 1 足无功补偿和抑制谐波的技术设备有很多 种，结合我公司轧钢生产线生产实际和变电所电 力系统的现况，选择了补偿特性、性价比和可靠性 相对最高的静止无功发生器( 静止无功发生器(指采用全控型电力 电子器件组成的桥式变流器来进行动态无功补偿 的装置。行范围宽，而且 在采取多重化或偿电流中谐波的含量。更重要的是，电抗器和电容元件远比容要小，这将大大缩小装置的体积和成本。 11 并联(或直接并联)在电网上，适当调节桥式变 流电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控 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，从而实现动态无功补偿的目的。 在平衡的三相电路中，不论负载的功率因数 如何，三相瞬时功率之和是一定的，在任何时刻都 等于三相总的有功功率。因此，在三相电路的电 源和负载之间没有无功能量的来回往返，无功能 量是在三相之间来回往返的。所以，如果能用某 种方法将三相各部分总体上统一起来处理，则因 为总体来看三相电路电源和负载间没有无功能量 的传递，在总的负载侧就无需设置无功储能元件。 三相桥式变流电路实际上就具有这种将三相各部 分总体上统一起来处理的特点。考虑到交流电路 吸收的电流并不仅含基波，其谐波的存在多少会 造成总体来看有少许无功能量在电源和稿日期：201002一者简介：衡喜峰，助理工程师，毕业于佳木斯大学，电子信息工程专业。 23 黑龙江冶金 第30卷 往返。所以，为维持桥式交流电路的正常工作，其 直流侧仍需要一定大小的电感或电容作为储能元 件，但所需储能元件的容量远比功容量要小。 根据直流侧储能元件的不同，压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型，分 别采用电容和电感两种不同的储能元件。对电压 型桥式电路，还需再串联上连接电抗器才能并入 电网；对电流型桥式电路，还需在交流侧并联上吸 收换相过电压的电容器。实际上，由于运行效率 的原因，迄今投入实用的电路，因此目前型桥式电路作动态无功补偿的装置。 下面以电压型静止无功补偿器为例，说明其 原理，其等效电路及工作原理如图1所示。 图二极管构成的整流桥从交流系统中吸取少 量有功功率，对直流侧电容持电压稳 定。控制器根据电网无功变化情况，通过6个全 控型开关器件构成的三相逆变器向系统输人感性 或容性无功。 121 1)三电平变压器并联多重化方案 三电平变压器并联多重化方案是指功率单元 采用二极管嵌位的三电平变流器，然后通过升压 变压器并联于电网上。 该方案选用功率单元为三电平，三电平出电压谐波 含量低、开关频率低、功率密度高、链接电抗器阻 抗和体积更小。 122功率单元串联链式多重化方案 功率单元串联链式多重化方案与三电平变压 器并联多重化方案相比，该方案省去了变压器，具 有结构紧凑、体积小等优点。 该方案选用的功率单元为 有旁路保护功能、连接电抗器阻抗和体积更小、功 率密度高。 13 1)提高线路输电稳定性； (2)维持受电端电压，加强系统电压稳定性； (3)补偿系统无功功率，提高功率因数，降低 线损，节能降耗； (4)抑制电压波动和闪变； (5)抑制三相不平衡。 2 结语 经过对论，并结合变电所的线路情况和场地实际，我们 选择了功率单元串联链式多重化方案。经过这段 时间的试运行，效果非常显著，补偿电容器无法投 入及电容器熔丝易熔断的问题已经得到了解决， 可同时补偿谐波，功 率因数达到098以上，保证了供电质量。在冶金企业电力系统的无功补偿和谐波治理方 面有很好的应用前景。 客 盎客 客 奢客 套客 盘客盒 盎 盒 盎 盎盍 盎 盎 盒 盎 客 客套盒 客 客会客盎 客套 盎盒 盘 会客 客 客盒盎客 客套 (上接第20页) 导致构件失稳，因此施工中应提高精度，极力避免 这种情况发生。 (2)设计要求门式刚架为钻成孑L，但部分施工 单位均采用拼装现场焰切孔的做法，这样对端板 的破坏很大，也很容易形成应力集中，造成端板撕 裂。 (3)构件制作及安装过程中除锈不彻底，锈蚀 对钢结构的影响本来就很大，尤其是对壁厚和板 很薄的轻钢结构，在未彻底除锈的钢材表面喷涂 防锈漆更