SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置

產品概述

在電力系統中，電網運行的安全性、可靠性和經濟性非常重要。快速、合理地調節電網的無功功率，對電網的穩定和系統電壓的調節，對合理分配潮流及限制電網過電壓有着十分重要的意義。近年來，隨着冶金、石化、電氣化鐵路、風力發電等行業的飛速發展，以及電網規模的不斷擴大，各種用電設備接入電網消耗大量的無功，無功不足和電壓波動、閃變的問題日益突出。我公司的SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可有效解決上述問題，確保電力系統的安全、穩定運行。

產品主要適用於如下行業：

冶金、石化行業

鋼廠的軋鋼機：大容量無功功率衝擊，變化頻繁快速，功率因數很低，會導致母線電壓下降很厲害，嚴重時會導致跳閘，影響正常安全生產和其他用電設備的運轉。SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可以完全解決以上問題，可以快速及時響應，提高功率因數到0.98 以上。

鍊鋼廠的電弧爐、鋼包精鍊爐：都是採用電弧發熱的原理，在進料時負載波動很大，導致電壓不穩定， 功率因數低，諧波大。SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可以快速響應、平滑動態及時補償無功波動並可分相調節，可以設置2、3、4、5、6 次諧波濾波通道，將諧波限制在國家標準範圍內。

化工冶煉廠的電解鋁爐、感應熔鋁爐等設備：工作時對電網產生嚴重無功衝擊、電壓波動、低功率因數、諧波污染、三相不平衡等不良影響。SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可實現補償和諧波濾波治理，使其滿足國家標準，穩定電壓，提高功率因數。

電氣化鐵路

電氣化鐵路中的大容量牽引變電站，電氣化列車運行通過時產生大容量的無功功率衝擊。由於電氣化列車通過後負荷變小，這樣車來車往，無功波動頻繁，造成功率因數低和電壓波動頻繁，且伴隨有諧波污染、三相負載不平衡等問題。SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可補償無功和諧波濾波治理，使其滿足國家標準，穩定電壓，提高功率因數。

風力發電場

由於風電場風力變化頻繁的自然特點，導致風力發電機發電功率的波動很頻繁。目前應用較廣氾的異步風力發電機，需要吸收一部分感性無功來建立磁場，可以通過並聯電容器來滿足，但是普通投切型固定容量補償電容器不能滿足風機隨風力變化的頻繁無功波動的要求，有時電容器滿足不了的情況下，風機會向電網吸收無功功率，導致上級電網功率因數降低，電壓也會波動。

SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置可以動態快速響應，平滑線性補償，防止了無功倒流，穩定電壓，使其滿足國家電網公司的標準。還可以減少風機無功電流損耗，提高風機發電容量。

煤礦

MCR 型SVC 可以提高中大型提升機等用電設備引起的低功率因數，抑制諧波。大型煤礦主要的問題是系統起動的無功衝擊很大，產生危害系統運行安全的諧波電流，導致系統運行效率降低，能源消耗巨大。SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置通過補償系統的功率因數，抑制電壓波動和閃變，濾除諧波電流，能有效解決上述問題，大大提高了系統效率，為客戶降低了能源消耗和生產投入，保証了系統用電的安全與可靠。

 

工作原理

SMSVC系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置由固定的補償（濾波）支路（FC）和磁控式電抗器（MCR）組成。磁控式電抗器MCR通過改變耦合於高壓主迴路的低壓直流電流的大小，快速、平滑無級的調節主迴路的阻抗、從而改變主迴路中感性無功電流的大小，配合併聯于母線上的電容器，達到補償母線無功功率的需求，動態響應和提高母線的功率因數，同時達到穩定母線電壓的功能；通過適當的選擇與配套電容器串聯的電抗器參數，即可在對基波進行補償的同時，對各次諧波進行濾除。

如下圖所示，根據負荷的用電性質，磁控式電抗器、固定補償支路（或3次、5次、7次兼高通濾波支路）接在3-35kV 母線上，構成的補償系統對母線進行無功補償。MCR的控制部分通過採集系統母線電壓、負載電流和MCR支路電流模擬量信號，經過控制算法的計算，得出可控硅觸發角，經光電轉換生成模擬量給定信號，形成控制可控硅導通角的觸發脈衝，再將信號進行整形放大，對可控硅的導通狀態進行移相控制，就可以改變電抗器無功功率QL的值，以補償負載無功功率的衝擊，如當負載無功功率QF 突然增大時，磁控式動態無功補償控制裝置控制可控硅的觸發導通角，使其減小，使控制迴路的電流增大，輸出的無功功率減小，這樣負載的無功功率的恆定部分由補償（濾波）支路補償，而變動部分由磁控式電抗器調節，以保証母線輸入的無功功率QS=QF+(QL-QC)保持恆定（設置為零或者一個較小值），從而穩定系統電壓，減少功率損耗，提高功率因數，達到動態無功補償的目的。

SMSVC裝置由控制保護監控系統、磁控電抗器、電容器組及各種附件組成。

控制保護監控系統

基於DSP的閥控實現數字控制信號的並行處理，動態響應快、控制精度高，實現了實時控制量的計算；系統抗干擾能力強，保護可靠；微機實現監控SMSVC晶閘管的運行狀況，及時報警與保護，使設備運行可靠；控制系統通過測量、比較、放大、移相觸發環節，按控制策略產生晶閘管所需要的觸發脈衝，控制其觸發角大小，調節補充電抗器的電流，達到所需要的無功功率；整套控制保護監控系統具有較強的抗干擾能力；控制靈活，可實現三相同時控制、分相控制和三相平衡化等多種控制方式；具備遠方操作和自動化系統接口功能，可以實現無人值守。

磁控電抗器

磁控電抗器是可控電抗器中的一種，其鐵芯具有截面積較小的一段，在整個容量調節範圍內只有面積較小的一段磁路飽和，其餘段均處於未飽和線性狀態，通過改變小截面段的磁路飽和程度來改變電抗器的容量。磁控電抗器結構簡單，成本低，對於提高電網的輸電能力、調整電網電壓、補償無功功率以及限制過電壓均有巨大的應用潛力；有環氧樹脂干式和油浸式供選，具有體積小、噪音小、諧波小的特點。

FC支路

由電容器、串聯電抗器及高通濾波支路所需的電阻器組成，根據系統需要分成2、3、4、5、6 等高次諧波通道，兼可以對基波容性電流補償，配合磁控電抗器的感性無功補償，實現對系統無功功率的動態補償功能。

 

性能特點

n  使用範圍廣：適用電壓等級為3kV～35kV，具備在惡劣環境下的運行能力；

n  技術先進：採取雙磁極的極限飽和及動態磁翻轉技術，產生諧波小，響應速度快；

n  響應速度快：不同電壓等級MCR動態響應時間如下：

電壓等級（kV）	響應時間（S）	備註
3/6	0.03	自耦，他勵可至0.02S
10	0.06	自耦，他勵可至0.02S
35	0.15	自耦，他勵可至0.02S

n  損耗低：大容量MCR，損耗小於0.5%，一般可達0.8～1.5%；

n  調節範圍大：通過控制可控硅的導通角進行自動控制，可實現連續可調無功，調節範圍1%～100%；功率因數連續調，調節範圍0.8～0.999；

n  過載能力強：可實現100%過載30秒，40%過載30分鐘；

n  可靠性高：MCR 型SVC 最主要的特征就是SCR 安裝在低壓迴路而不直接安裝在主迴路中，SCR 所需要承受的電壓僅為主迴路的1%左右，正因如此，MCR 型SVC 具有極高的可靠性。

n  佔地面積小：安裝方便，設備採用油浸方式，自然冷卻，不需要TCR型SVC所需的冷卻設備，降低了故障率，減少用地面積；

n  環境污染小：諧波小，對電網無污染，對現有電容器組無不良影響，便於改造場合充分利用現有設備，對環境及人體無電磁污染。

 

產品型號

 

使用環境

安裝地點：戶內/戶外

海拔高度：不超過1000m（＞1000m時降容運行或特殊定製）

環境氣溫：－10℃～+40℃

月平均最大相對濕度：不超過85%，不凝露

安裝地點：垂直傾斜度不超過50，無火災、爆炸危險、導電塵埃、腐蝕性氣體及劇烈振動

 

執行標準：

 《靜止型無功功率補償裝置（SVC）功能特性》          GB/T 20298-2006

《靜止型無功功率補償裝置（SVC）現場試驗》          GB/T 20297-2006

《高壓靜止無功補償裝置 第1～5 部分》               DL/T 1010.1～1010.5

《電抗器》                                        GB10229-1988

《並聯電容裝置設計規範》                           GB50227-95

《電流互感器》                                     GB1208-97

《高電壓並聯電容器裝置訂貨技術條件》               DL/T604-1996

《變壓器和電抗器的聲級測定》                      GBT7328-87

 

技術規格

6/10kV油浸式磁控電抗器，三角形接法

產品型號	額定容量（kVar）	額定電壓(kV)	額定電流(A)	額定電抗(Ω)	重量（kg）	外形尺寸	軌距(mm)
						長*寬*高(mm)
BKSMC-600/10.5(6.3)	600	10.5 (6.3)	33 （55）	551.3 （198.5）	3060	1780*1750*1870	660*660
BKSMC-800/10.5(6.3)	800	10.5 (6.3)	44 （73.3）	413.4 （148.8）	3850	1950*1810*1950	660*660
BKSMC-1000/10.5(6.3)	1000	10.5 (6.3)	55 （91.6）	330.8 （119.1）	4950	1995*1875*2250	820*1100
BKSMC-1200/10.5(6.3)	1200	10.5 (6.3)	66 （110）	275.6 （99.2）	5500	2650*2500*2450	1070*1070
BKSMC-1500/10.5(6.3)	1500	10.5 (6.3)	82.5（137.5）	220.3 （79.4）	5760	2810*2500*2500	1070*1070
BKSMC-1800/10.5(6.3)	1800	10.5 (6.3)	99 （165）	183.5 （66.2）	6400	2880*2640*2550	1070*1070
BKSMC-2100/10.5(6.3)	2100	10.5 (6.3)	115.5（192.5）	157.5 （56.7）	7400	3270*3100*2600	1070*1300
BKSMC-2400/10.5(6.3)	2400	10.5 (6.3)	132 （220）	137.8 （49.6）	8950	3300*3160*2670	1070*1300
BKSMC-3000/10.5(6.3)	3000	10.5 (6.3)	165 （275）	110.3 (38.7)	9800	3360*3000*2800	1070*1475
BKSMC-3500/10.5(6.3)	3500	10.5 (6.3)	192.5（321）	94.5 (34)	12600	4000*3500*3150	1200*1440
BKSMC-4000/10.5(6.3)	4000	10.5 (6.3)	220（366.6）	82.7 (29.8)	14400	4000*3500*3200	1475*1475
BKSMC-4500/10.5(6.3)	4500	10.5 (6.3)	247.4（412.4）	73.5 (26.5)	15800	4010*3560*3200	1475*1475
BKSMC-5000/10.5(6.3)	5000	10.5 (6.3)	275（458.2）	66.2 (23.8)	17500	4080*3620*3320	1475*1475
BKSMC-6300/10.5(6.3)	6300	10.5 (6.3)	330 （550）	55.1 (19.8)	19600	4200*3700*3500	1475*1475
BKSMC-8000/10.5(6.3)	8000	10.5 (6.3)	440（773.1）	41.3 (14.9)	21600	4320*3750*3500	1475*1475
BKSMC-10000/10.5	10000	10.5	550	33.1	23500	4380*3880*3550	1475*1475

 

35kV油浸式磁控電抗器，三角形接法

產品型號	額定容量（kVar）	額定電壓(kV)	額定電流(A)	額定電抗(Ω)	重量（kg）	外形尺寸	軌距(mm)
						長*寬*高(mm)
BKSMC-1500/38.5	1500	38.5	22.5	2965	6960	3060*2820*2620	1070*1070
BKSMC-1800/38.5	1800	38.5	27	2470	7600	3180*3040*2840	1070*1070
BKSMC-2000/38.5	2000	38.5	30	2223	8500	3330*3320*3100	1070*1070
BKSMC-2500/38.5	2500	38.5	37.5	1779	10500	3680*3320*3100	1070*1070
BKSMC-3000/38.5	3000	38.5	45	1482	11000	3800*3500*3150	1070*1070
BKSMC-3500/38.5	3500	38.5	52.6	1270.5	13800	4050*3550*3220	1475*1475
BKSMC-4000/38.5	4000	38.5	60	1111.7	15500	4200*3600*3300	1475*1475
BKSMC-4500/38.5	4500	38.5	67.5	988.2	16900	4350*3800*3400	1475*1475
BKSMC-5000/38.5	5000	38.5	75	880.4	18400	4380*3820*3520	1475*1475
BKSMC-6000/38.5	6000	38.5	90	741.1	21000	4400*3940*3550	1475*1475
BKSMC-8000/38.5	8000	38.5	120	555.8	23500	4520*4050*3580	1475*1475
BKSMC-10000/38.5	10000	38.5	150	444.7	25600	4550*4080*3600	1475*1475
BKSMC-12000/38.5	12000	38.5	180	370.6	29500	5000*4400*3700	1475*1475
BKSMC-15000/38.5	15000	38.5	225	296.5	32500	5400*4500*3750	1475*1475
BKSMC-20000/38.5	20000	38.5	300	222.3	35000	5600*4700*3800	1475*1475

MCR型SVC與TCR型SVC性能比較

比較項目	MCR型SVC	TCR型SVC
響應時間ms	≤20	≤10
晶閘管兩端承受的電壓	小，無需串聯	大，需串聯
晶閘管發熱	低，無需冷卻設備	大，需冷卻設備
運行維護	可免維護	結構複雜，維護量大
可靠性	平均無故障運行時間25年	可靠性偏低，晶閘管易損坏
過載能力	可達額定值的1.5倍	無
電磁污染	沒有或輻射量小	主電抗器產生輻射，有較大交變磁場
佔地面積	小	大

 

訂貨須知

系統圖及參數：設備額定電壓、額定電流、運行電壓等；

負載設備正常運行時總有功功率及平均功率因數、目標功率因數或正常運行時所需無功補償容量；

進線方式、使用環境條件、訂貨數量、發貨時間、交貨方式、運輸方式等；

用戶可按我公司提供型號、容量、規格、數量訂貨，也可提供參數及要求由我公司設計確定規格型號；

安裝場地：戶內或戶外，尺寸；

其它特殊要求。

 

應用案例

工況概述

某電子鋁箔生產企業，其1650熱軋項目中的直流軋機容量為11850kW，交流負荷為5680kW，直流部分採用的12脈波整流電源，自然功率因數低，僅為0.62左右，且在生產週期內無功波動很大。

解決方案

針對這一工況，通過詳細的計算，選用了我公司的SMSVC-9000+6000/10系列磁控式靜止型高壓動態無功補償裝置，對該系統快速波動的無功進行補償，同時治理諧波。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖1：現場設備全景圖

使用效果

圖2：裝置投運前系統功率因數趨勢圖

圖3：裝置投運后系統功率因數趨勢圖

通過現場測試，裝置投入運行后，系統的諧波電流得到較好地抑制，電壓畸變率下降至2%以內；無功波動現象得到徹底解決，功率因數基本穩定在0.95左右，整個熱軋生產線的電能質量狀況較好地滿足了用戶的使用要求。