產品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
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解決方案
新風光低壓SVG裝置在焦化廠配電系統(tǒng)中的應用
1前言
隨著國民經濟的迅速發(fā)展,用電負荷的急劇增加,電網的運行質量日益受到重視。目前煤礦及有關企業(yè)無功補償裝置無功功率不能連續(xù)調節(jié),使0.4kV配電系統(tǒng)經常處在欠補償或過補償狀態(tài),還有國家電網正在積極推進農網改造,改造內容主要涉及變壓器、電纜擴容以及電能質量治理等方面,國家越來越重視電網質量的治理,消除諧波,提高功率因數(shù),建設智能電網,低壓SVG產品符合國家節(jié)能減排的號召。
2 現(xiàn)場用戶情況
焦化廠在配電系統(tǒng)中,有沖擊性負載和穩(wěn)定非線性負載,工作時工作電流嚴重畸變,穩(wěn)定性負載一般產生5次、7次、9次、11次、13次諧波,而沖擊性負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、儀表對諧波比較敏感,諧波的大小將直接影響到生產效率和產品的質量。由于焦化生產本身的特殊性,日趨復雜、惡劣的用電環(huán)境給生產帶來了嚴重的影響。
焦化廠領導為了治理諧波,凈化電網環(huán)境,提高功率因數(shù),保證焦化廠正常生產,選用了新風光電子科技股份有限公司生產的0.4kV/300kvar SVG(型號FGSVG-L300/0.4-4R)低壓動態(tài)無功補償裝置,對電網質量進行改善。
2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R低壓動態(tài)無功補償
以下對新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態(tài)無功補償裝置做一些介紹。
2.1 新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標
新風光FGSVG-L300/0.4-4R可以動態(tài)輸出300kvar的感性或容性無功,通過對電網側的無功檢測,動態(tài)補償系統(tǒng)無功,諧波治理,達到對電壓和功率因數(shù)的控制。
新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標如表1所示。
表1 FGSVG-L300/0.4-4R技術參數(shù) | ||
序號 | 項目 | 技術指標 |
1 | 額定工作電壓 | 0.4kV |
2 | 額定容量 | -300.0~+300.0 kvar |
3 | 輸出無功范圍 | 感性到容性額定無功范圍內連續(xù)變化 |
4 | 有效響應時間 | 瞬時響應時間小于100us,全響應時間小于10ms |
5 | 輸出電流諧波(THD) | ≤3%. |
6 | 過載能力 | 1.2倍過載1min |
7 | 產品功能 | 補償無功功率、治理諧波、平衡負序電流、抑制電壓閃變 |
8 | 效率 | 額定運行工況≥97% |
9 | 通信接口 | RS485、以太網 |
10 | 通信協(xié)議 | Modbus_RTU、IEC60870-5-104 |
11 | 保護功能 | 交流過電壓保護、直流過電壓保護、溫度保護、裝置短路保護、裝置過載保護(限定于額定功率) |
12 | 運行溫度 | -20℃~+40℃ |
13 | 貯存溫度 | -40℃~+65℃ |
2.2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態(tài)無功補償裝置的特點
FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標,滿足用戶對提高輸配電電網的功率因數(shù)、治理諧波、補償負序電流的迫切需要,具有以下特點:
(1)模塊化設計,安裝、調試、設定方便。
(2)動態(tài)響應速度快,響應時間≤10ms。
(3)輸出電流諧波(THD)≤3%.
(4)多種運行模式極大的滿足用戶需求,可實現(xiàn)無功控制,也可實現(xiàn)電壓穩(wěn)定控制。
(5)實時跟蹤負荷變化,動態(tài)連續(xù)平滑補償無功功率,提高系統(tǒng)的功率因數(shù),實時治理諧波,補償負序電流,提高電網供電質量。
(6)抑制電壓閃變,改善電壓質量,穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。
(7)FGSVG電路參數(shù)精心設計,發(fā)熱量小,效率高,運行成本低。
(8)設備結構緊湊,占地面積小。
(9)具備擴展功能,可實現(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)具備故障自動復位功能,實現(xiàn)無人值守監(jiān)控。
(11)開停機無暫態(tài)沖擊,無合閘涌流,無功變化迅速平滑。
(12)保護功能齊全,具有過壓、欠壓、過流、光纖通訊故障、單元過熱、不均壓等保護,并能實現(xiàn)故障瞬間的波形錄制,便于確定故障點,易維護,運行可靠性高。
(13)可并聯(lián)安裝,極易擴展容量。并機運行使用光纖通訊,通訊速度快,能夠完好的滿足實時補償?shù)囊蟆?/p>
(14)人機界面友好顯示,對外通訊提供了RS485、以太網等接口,采用標準MODBUS通訊協(xié)議。除具有實時數(shù)字量及模擬量的顯示、運行歷史事件記錄、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、一鍵開停機、分時控制、示波器(AD通道強制錄波)、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。具備GPRS遠程無線監(jiān)控功能。
(15)與系統(tǒng)連接時,不需要考慮交流系統(tǒng)相序,連接方便。
2.3系統(tǒng)結構
FGSVG-L300/0.4-4R動態(tài)無功補償和諧波裝置的主電路為三相四線制結構,機架式采用多個單元并聯(lián),見圖1所示。
圖1三相四線制的系統(tǒng)結構框圖
FGSVG系列低壓動態(tài)無功補償和諧波裝置主要由控制面板、儲能電容、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
圖2 工作原理示意圖
FGSVG系列產品基本原理就是利用可關斷的電力電子器件(IGBT)組成自換相橋式電路,通過變壓器或者電抗器并聯(lián)到電網上,適當?shù)卣{節(jié)橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制其交流側電流,使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流,實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康模绫?所示。
表2運行模式原理表
3現(xiàn)場應用情況
該焦化廠在改造前,經測試,該配電系統(tǒng)存在大量諧波且電流波形已嚴重失真,見圖3和圖4。
圖3 諧波電流
圖4 電流波形失真
新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備現(xiàn)場運行如圖5所示。本產品不但可以治理諧波還能補償無功功率。
圖5 新風光產品在客戶現(xiàn)場運行
本產品已于2016年7月27日成功并網,至今運行正常,用戶功率因數(shù)已由0.88提高至0.95,電價已由罰款1%變?yōu)楠剟?.75%,經濟效益顯著。
改造后,測試電網質量,THDi已下降至2.6%,且電流波形質量已明顯改善,如圖6、圖7所示。
圖6 使用FGSVG后的諧波
圖7 使用FGSVG后的電流波形
4結論
新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備投入一次性投入運行,產品性能穩(wěn)定可靠,用戶非常滿意,不但解決用戶改善電網質量,提高功率因數(shù),而且使電費由罰款變?yōu)楠剟?,經濟效益非常明顯,新風光低壓SVG產品滿足了低壓配電系統(tǒng)中諧波和無功補償?shù)囊?,具有廣闊的應用前景。