Question

[H.SVG++高压动态无功补偿的应用] 高压动态无功补偿

Answer 1

　　摘 要： 介绍无功功率的影响及无功补偿的相关法律法规，阐述在矿山生产中无功补偿的重要意义，简要介绍H.SVG++高压动态无功补偿装置的基本原理及使用效果。H.SVG++的性价比突出，响应快速、能实现连续、双向补偿，补偿效果良好，将成为高压无功补偿的发展主流。
　　关键词： 无功补偿；H.SVG++；SVG；HVC
　　中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）0720154-02
　　1 无功功率的影响
　　电力是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统，是现代社会不可或缺的主要能源形式，随着现代电力电子技术的迅速发展，特别是近年来制造、化工、冶金等现代化大工业和家电领域中电气设施的广泛使用，使电能质量受到严重影响，直接影响到了供用电设备的经济、安全、稳定运行，甚至危及整个电力系统的安全运行。同时，数字化、现代化、自动化企业使用了越来越多的精密电子设备，电能质量的下降，使得部分电子设备不能正常工作，所以改善电能质量对于电力部门及企业的正常运转有着重要意义。
　　在衡量电网质量时，无功功率是其中一个重要指标，无功补偿在供电系统中能提高电网的功率因数，降低输电送线路的损耗，提高供电效率，提高电网质量，改善供电环境。
　　2 无功补偿应遵循的法律法规
　　《中华人民共和国电力法》第三章第十八条规定：“电力生产与电网运行应当遵循安全、优质、经济的原则。”第四章第二十八条规定：“供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准。对公用供电设施引起的供电质量问题，应当及时处理。”[1]
　　《电力系统安全稳定导则》中第2.1.1条规定“为保持电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，并有必要的调节手段。”[2]
　　《供电营业规则》中第四十一条规定：“无功电力应就地平衡。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。凡功率因数不能达到规定的新用户，供电企业可拒绝接电。”[3]
　　根据上述规定，若企业用电自然功率因数达不到相关规定，需安装无功补偿设备进行无功功率补偿，来降低网络损耗、提高电网质量。企业作为社会的组成部分，必须遵守国家法律法规，诚信经营、规范管理，自觉履行社会责任，才能获得良好的发展，为社会创造更多的财富。
　　无功补偿装置的安装应用十分重要，在电力供电系统中占有重要的位置。补偿装置的合理选择，可以最大限度的减少网络的损耗，提高电网质量。
　　3 H.SVG++介绍
　　无功补偿装置种类很多，包括：同步调相、并联电容器、SVC（静止式无功补偿装置）、SVG、STATCOM等，下面就山东黄金集团下属某金矿使用的H.SVG++做简单介绍。
　　3.1 H.SVG++概述
　　H.SVG++（高压动态无功综合补偿装置）由控制柜、HVC电容柜、H.SVG柜三部分组成，采用IGBT功率管来搭建整流和逆变器，组成动态无功发生电源，对系统负荷实现连续调节和双向补偿，将功率因数控制在0.98-1。
　　该无功补偿装置优点：
　　1）输出标准正弦波电流，自身不产生谐波，具有无功和谐波综合补偿功能。
　　2）没有跳跃阶梯式分组补偿，实现动态、双向无功功率连续调节，补偿系统中的感性无功及容性无功，稳定系统电压。
　　3）动态特性好，对系统电流、电压进行实时跟踪，响应快速，适用于负荷频繁变化的场合。
　　4）不使用电抗器、电容器进行无功补偿，不会因系统运行模式改变、参数变化与系统发生并联或串联谐振。
　　5）保护功能齐全，拥有过流、过压、欠压、过温、缺相、IGBT管故障、直流过压等多种保护报警功能，能保存并查询历史故障信息。
　　6）配有氧化锌避雷器保护功率模块，能有效防止操作过电压。
　　3.2 基本原理
　　电流在电容元件中做功时，电流相位超前电压相位90°角，而电流在电感元件中做功时，电流相位滞后电压相位90°角。在同一电路中，电容电流与电感电流方向相反，相差180°。在电路中有比例地安装电容、电感元件，使两者的电流相互抵消，电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能做功的能力，这就是无功补偿的原理。
　　HVC高压无功补偿装置：根据电网电压和功率因数的实际运行水平，自动投入最佳容量的电容器和调节有载调压变压器分接头，从而实现对系统电压和无功的综合调控，功率因数可控制在0.9以上，由于投切固定容量电容器的原因，对系统补偿效果不连续，容易出现欠补或过补现象。
　　SVG（Static Var Generator）静止无功发生器，是利用自换相桥式电路通过电抗器或变压器并联在电网上，根据无功需求动态调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制桥式电路交流侧电流，来满足电路对无功电流发出或者吸收的要求，实现动态无功补偿。
　　适当控制逆变器的输出电压就可以灵活地改变SVG的运行工况，使其处于容性负荷、感性负荷或零负荷状态。SVG的响应速度快，运行范围宽，谐波电流含量小，更为重要的是，在电压较低时SVG仍可向系统输入较大的无功电流。[4]
　　HVC采用真空接触器自动控制、投切补偿电容器的模式，控制及结构都比较简单，响应较慢，不能频繁投切，而且分组与分组之间级差较大，补偿精度差。H.SVG动态无功连续补偿装置能做到感性、容性无功功率的连续、双向、快速实时跟踪补偿，是各种无功补偿装置的最佳选择。但SVG做到2000Kvar以上的大容量，SVG的设备一次投资将大大增加，性价比下降，H.SVG++解决了这一问题，它将H.SVG与HVC组合在一起，发挥各自的优势，具有连续补偿的功效，装置中的H.SVG的容量只要做到HVC电容量的1/2～1/3，充分发挥H.SVG能连续、双向补偿的特点，装置既能完成从0～1范围内的动态连续补偿，又节约了设备的投资成本，实现了更好的补偿效果。