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高壓TSC型動態無功補償裝置

 

  

   

        高壓TSC是一種動態跟蹤的新型電容補償裝置,產品采用全數字智能控制系統,國外進口的高電壓、大功率晶閘管串連組成高壓交流無觸點開關,實現電容器組的快速投切,響應時間小于20ms。產品借鑒國外先進技術,解決了傳統補償裝置控制開關易受沖擊、使用壽命短、相應速度慢等缺點,設備運行安全可靠,效果好,各項性能指標達到國內先進水平。

        高壓TSC動態無功功率補償裝置廣泛應用于高壓交直流輸變電系統和冶金、煤炭、港口門機、電氣化鐵路、重型機械制造等工業、交通沖擊性負荷配電網中。其主要作用就是對沖擊性負荷、時變負荷能夠實時監測、動態補償,實現功率因數補償至0.9以上,穩定系統電壓,減少供電系統的網絡損耗,提高電能質量等顯著特點,可以給用戶帶來巨大的經濟效益和社會效益。

高壓TSC的應用領域

        隨著現代電力電子設備和非線性負荷的大量應用,使電網供電質量受到嚴重影響,尤其是各種電力電子開關器件的大量應用和負載的頻繁波動是最主要的干擾源,對電網的穩定造成一系列不良影響:

★ 功率因數低,增加電網損耗,加大生產成本,降低生產效率;
★ 產生的無功沖擊引起電網電壓降低,電壓波動及閃變,嚴重時導致傳動裝置及保護裝置無法正常工作甚至停產;
★ 導致電網三相不平衡,產生負序電流使電機轉子發生振動。
★ 電容器組諧振及諧波電流放大,使電容過負荷或過電壓,甚至燒毀;
★ 增加變壓器損耗,引起變壓器發熱;
★ 導致電力設備發熱,電機力矩不穩甚至損壞;
★ 加速電力設備絕緣老化,易擊穿;

        針對以上電網污染,應用我公司生產的高壓TSC動態無功功率補償裝置實現了電容投切無過渡、無涌流抑制高次諧波,穩定系統電壓。高壓TSC裝置應用領域如下:

1、遠距離電力輸送

        電力系統目前正在趨向于大功率電網,長距離輸電,高能量消耗,迫使輸配電系統不得不更加有效。高壓TSC可以明顯提高電力系統輸配電性能,即在不同的電網條件下,為保持一個平衡的電壓時,可以在電網的一處和多處適當的位置安裝高壓TSC,以達到以下的目的:

★ 穩定系統電壓    
★ 減少傳輸損耗 
★ 增加電網輸電能力,使現有電網發揮最大效率 
★ 提高瞬變穩態極限 

2、軋機 

軋機的無功沖擊負荷會對電網造成以下影響:

★ 使功率因數下降 
★ 引起電壓波動及電壓降,嚴重時使電氣設備不能正常工作,降低生產效率 
★ 負載的傳動裝置中會產生有害高次諧波,主要以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻,會使電網電壓嚴重畸變    

        高壓TSC閥組和高壓FC濾波器或抑制諧波型電容裝置兩者相互結合,可以減少鋼廠軋機等負荷對供電系統的電壓波動,濾除或抑制軋機產生的諧波,提高系統的功率因數。 

3、提升機 

★ 提升機在工作中會對電網產生如下影響: 
★ 引起電網電壓波動及電壓降 
★ 使功率因數較低 
★ 增加了設備及輸電線路的損耗    

        高壓TSC裝置可以減少提升機對供電系統的電壓波動,提高系統的功率因數。

4、城市二級變電站

        在區域電網中,采用高壓TBB固定無功補償和高壓TSC動態無功補償方式來補償系統無功,高壓TBB固定無功補償用來補償較穩定的感性負載,高壓TSC動態無功補償用來補償波動性較大的感性負載。兩種方式組合投切,既能保證補償精度,又可實現動態跟蹤補償;而且降低了設備造價。

5、電氣化鐵路的供電系統

        電力機車運輸方式在保護環境的同時也對電網造成了嚴重“污染”,電力機車單相供電造成了供電網的三相嚴重不平衡及功率因數低,并產生負序電流。高壓TSC可以改善三相不平衡,提高系統的功率因數。

高壓TSC組成及技術特點

        高壓TSC動態無功功率補償裝置由光纖觸發控制系統、閥控系統、脈沖變壓器、電抗器、電容器、保護元件等單元組合而成。控制系統由微機實時檢測電能質量、實現智能投入、切除電容器組調節系統功率因數的目的。當控制器檢測實時功率因數,自動判斷出需投入的電容器組數,控制器對指定的晶閘管閥輸出控制信號、使之導通將電容器組投入運行;當負載無功功率低于整定值時,控制器對對應的晶閘管閥停止發送觸發信號,晶閘管閥導通截止,電容器組退出運行。以上工作狀態完全自動進行,確保投切電容器無沖擊、無涌流、無過渡過程。

1、晶閘管閥組結構

        高壓熱管散熱結構10kV和6KV高壓晶閘管閥組采用單相臥式,三相疊加立式結構,結構緊湊,占地面積小。10KV 和6KV的高壓晶閘管閥組串聯一定數量的晶閘管;其它附件還有散熱器、均壓/阻尼電容器和電阻器、高電位觸發板和支撐架等。

2、控制柜結構

        高壓TSC控制柜由無功調節控制器、硅元件狀態監視器、專用大容量備用電源裝置(UPS)及相應的指示儀器儀表、按鈕等組成。無功調節控制器采用DSP+MPU雙處理器架構,其中,DSP采用國外進口高速浮點信號處理器,MPU采用工業級嵌入式處理器;光端收發器由光發射板、光接收板、緩沖器板和電平分配板組成。

3、可控硅觸發電路系統

        晶閘管閥串在中壓電網中工作,當觸發瞬間或晶閘管閥串在正常導通時,每只管子的壓降極低,約為2V,觸發電流為幾百毫安。當晶閘管閥串停止工作時,電容器通過二極管串充電,充電電壓大約等于電網線電壓的峰值,晶閘管閥串要承受電網的交流電壓和電容器的直流電壓之和,所以選擇二極管和晶閘管閥串的耐電壓值至少要高于電網額定線電壓的六倍。在這種情況下,控制回路與主回路的絕緣問題尤為重要。觸發回路發出觸發命令傳到中壓晶閘管閥串工作。只有做到觸發回路與主回路的絕緣,才能保證系統的安全。可控硅觸發電路主要由光電轉換裝置、脈沖變壓器組成。 

4、電容器和電抗器

        單相并聯電容器可以要據供電系統和現場負荷的情況選擇不同型號的電容器;單相串聯電抗器可以根據供電系統和現場負荷的情況選擇不同電抗率的電抗器,電抗器也可以根據現場的負荷和用戶的要求選擇干式鐵芯、干式空芯電抗器。

5、技術特點:

★時跟蹤負荷變化,動態補償無功功率,提高系統功率因數; 
★采用光纖觸發技術,實現一次系統與二次系統的電氣隔離,解決干擾問題,做到了高可 
靠性和控制性; 
★采用進口晶閘管控制投切電容器組,真正實現電容器組過零投切,無浪涌電流,提高了 設備的使用壽命; 
★電容器組投切過程中無浪涌電流、無操作過電壓,無電弧重燃現象; 
★ 動態抑制系統諧波,改善電壓畸變率,主回路設計充分考慮電容器組對諧波電流的放大問題,保證設備安全運行,可靠工作; 
★ 控制器實現全數字化,液晶顯示,具有聯網通訊功能; 
★ 控制器具有高可靠性,而且操作簡單,與系統連接時,不需要考慮交流系統相序,補償器保護措施齊全; 
★ 閘管閥體電路參數精心設計,發熱量小,設備結構緊湊,占地面積小; 
★ 控制柜與晶閘管閥體之間信息傳遞全部采用高壓光纖實現,無任何電氣聯系,徹底解決了控制低壓側和高壓側的電氣絕緣問題; 
★ 專用的晶閘管閥監控單元能夠實時監測晶閘管閥體中每只晶閘管的運行狀態,液晶顯示,畫面直觀、簡潔。 
★ 采用獨特的自取能供電和高精密直流電源為晶閘管閥體高壓控制電路供電,電源輸出容量大、可靠性高且電能質量穩定; 
★ 設備自身無諧波電流產生、無投切過渡過程; 
★ 適用于無功負荷沖擊頻繁波動的場合; 
★ 改善電壓質量,穩定系統電壓,抑制電壓閃變; 
★ 降低網損,高效節能,提高電氣設備。

 

 
               
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