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SVC簡介
（1）一般電力系統(tǒng)用戶負荷吸收有功功率PL和無功功率QL。
電源提供有功功率PS和無功功率QS（可能感性無功，也可能是容性無功），忽略變壓器和線路損耗，則有PS=PL，QS=QL。沒有無功吸收部分的電網(wǎng)存在以下幾個問題：
1）電網(wǎng)從遠端傳送無功；
2）負荷的無功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
因此，電力系統(tǒng)一般都要求對用電負荷進行必要的無功補償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。
（2） SVC成套系統(tǒng)原理圖FC回路兼顧濾波及提供固定的容性無功功率FC，MCR回路則調(diào)節(jié)磁控電抗器的晶閘管控制角，改變磁控電抗器鐵心的磁導(dǎo)率，使磁控電抗器的電抗值連續(xù)可調(diào)，從而改變相控電抗器輸出的感性無功MCR。
MCR部分的感性無功與FC容性無功相抵消，只要能做到系統(tǒng)無功：
Q＝Qlod （負載所需）+Qsvc≈0或常數(shù)，
則能實現(xiàn)維持母線電壓不變或在一個事先設(shè)定的范圍。由于SVC的動態(tài)響應(yīng)速度非常快，響應(yīng)時間100毫秒，即實現(xiàn)了無功功率的實時動態(tài)補償。同時SVC具有分相調(diào)節(jié)功能，使三相不平衡負載得以平抑制。
針對靜止型動態(tài)無功補償項目要求，供方提出單母線運行， 10kV母線上裝一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高壓動態(tài)濾波無功補償成套設(shè)備（SVC）,能同時解決系統(tǒng)無功補償仰制5次，7次以上諧波，5次濾波支路設(shè)計安裝容量900 kVar，7次濾波支路設(shè)計安裝容量900 kVar，另配磁控電抗器容量1000kVar，可實現(xiàn)系統(tǒng)無功動態(tài)基波補償容量0~1000kVar連續(xù)可調(diào)，功率因數(shù)維持在0.95以上。能夠有效的對系統(tǒng)的無功量進行跟蹤補償，做到無級調(diào)節(jié)，穩(wěn)定電壓。
無功補償項目的方案進行設(shè)計，并提供此技術(shù)方案?？商峁o功補償項目的全部設(shè)計、制造、工廠試驗、包裝、運輸、保管、指導(dǎo)現(xiàn)場安裝調(diào)試和試驗、技術(shù)培訓、試運行的指導(dǎo)工作，以及質(zhì)量保證期間及其后的服務(wù)等。
2.2.1情況概述
變壓器容量ZHSZK-2100/10.5，電壓等級10kV。
2.2.2 環(huán)境條件
海拔高度：不超過1500米
最大月平均相對濕度：95%
最高環(huán)境溫度：+45°
最低環(huán)境溫度：-25°
最熱月24h平均最高溫度：+30°
污染：IP30
安裝地點無爆炸危險介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不含破壞絕緣性能的氣體及導(dǎo)電介質(zhì)，不允許充滿水蒸汽及有嚴重的霉菌存在，使用地點不應(yīng)有較強烈的外磁感應(yīng)強度。
2.2.3方案整體規(guī)劃
在10kV母線上裝一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高壓動態(tài)濾波無功補償成套設(shè)備（SVC）,能同時解決系統(tǒng)無功補償，能夠有效的對系統(tǒng)的無功量進行跟蹤補償，做到無級調(diào)節(jié)，穩(wěn)定電壓。
根據(jù)要求：高壓動態(tài)濾波無功自動補償成套設(shè)備（SVC）設(shè)備基波補償容量為：
QC1=1262Mvar
各濾波器支路設(shè)置綜合考慮可以發(fā)出的基波容量，采取最優(yōu)化配置。在各濾波器支路基波容量和諧波源諧波電流確定的前提下，要計算濾波器其它參數(shù)，首先必須確定濾波電容器的額定電壓。濾波電容器的額定電壓受以下幾方面的影響：
l 母線電壓水平；
l 諧波電流加在電容器兩端的諧波殘壓；
l 串聯(lián)電抗器后電容器兩端電壓的升高；
l 電壓波動使電容器兩端電壓的升高。
按照要求：5次單調(diào)諧濾波支路電容器額定電壓取7kV、7次單調(diào)諧濾波支路電容器額定電壓取7kV。
利用輸出容量和安裝容量的關(guān)系，設(shè)備安裝容量可有以下公式得到：
式中 —安裝容量（kvar）
—輸出容量（kvar）
—系統(tǒng)標稱電壓（kV）
—補償電容器組耐壓限值（kV）
2.2.5參數(shù)的選擇
按照招標文件要求，高壓動態(tài)濾波無功補償成套設(shè)備（SVC）各個部分參數(shù)如下：
l MCR部分：
額定容量： 1 Mvar
額定電壓： 10.5kV
最高工作電壓： 12kV
額定頻率： 50Hz
l 5次濾波電容器支路：
電容器參數(shù)的選擇
型號規(guī)格: AFM
額定電壓： 7kV
額定容量： 300 kvar
數(shù)量： 3只
l 7次濾波電容器支路：
電容器參數(shù)的選擇
型號規(guī)格: AFM
額定電壓： 7kV
額定容量： 300 kvar
數(shù)量： 3只
5次空芯濾波電抗器參數(shù)的選擇：
型號規(guī)格： LKGKL
額定電流： 44.32A
額定電感： 20.8mH
7次空芯濾波電抗器參數(shù)的選擇：
型號規(guī)格： LKGKL
額定電流： 40.7A
額定電感： 10.61mH
2.2.6 系統(tǒng)主接線圖
控制系統(tǒng)采用微電子全數(shù)字芯片控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通過高速計算，動態(tài)精密響應(yīng)補償系統(tǒng)需求的無功。應(yīng)用先進的交流電波分析技術(shù)，能夠在強干擾、強諧波等惡劣環(huán)境下，保證參數(shù)設(shè)定的正確性及工作的穩(wěn)定性。具有 RS485、232遠程通訊功能，液晶顯示屏，操作簡捷，處處為用戶考慮，功能完備：監(jiān)測、控制、數(shù)據(jù)備份、查閱、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存并適用于常用處理軟件的分析和利用，可實時分析該補償裝置系統(tǒng)的電流、電壓、有功、無功、電抗器電流；具有過壓，欠壓保護，過流保護，采樣電壓掉線保護，外部接入故障保護、本體故障保護、電壓越上下限報警、三相電流不平衡報警等保護。
1．2 磁控電抗器
磁控電抗器（MCR）是一種全新的無功補償設(shè)備，含有晶閘管和二極管等電子元件及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，屬于電力電子智能產(chǎn)品。MCR的淵源來自磁放大器以及傳統(tǒng)的飽和電抗器，但是由于他們的響應(yīng)速度慢、損耗大、噪音大、諧波大等缺點，長期以來沒有得到廣泛的應(yīng)用，“磁閥”概念的提出，大大改善了飽和電抗器在損耗、噪音以及諧波等方面的性能，為飽和電抗器性能上的突破奠定了基礎(chǔ)，而控制技術(shù)與電力電子在飽和電抗器中的創(chuàng)新應(yīng)用，更是根本上改變了傳統(tǒng)飽和電抗器響應(yīng)速度慢和控制困難的缺點。
圖2給出了MCR的原理示意圖。
圖2、MCR的原理示意圖
從圖中可以看出，MCR由一個四柱鐵心和繞組組成，中間兩個鐵心柱為工作鐵心，Nk為控制繞組，N為工作繞組。由于可控硅接于控制繞組上，其電壓很低，約為系統(tǒng)額定電壓的1%左右，從而大大提高了運行可靠性。當工作繞組兩端接上交流電壓時，控制繞組上就會感應(yīng)出相應(yīng)的電壓，以Nk的匝數(shù)為N的1%計，可控硅T1和T2上的電壓僅為工作電壓的1%，在電壓的正半周T1導(dǎo)通，在電壓的負半周T2導(dǎo)通，通過控制T1、T2的導(dǎo)通角即可控制直流激磁。導(dǎo)通角越小，ik1和ik2越大，鐵心飽和度越高，電抗器的感抗越小。因此，只要控制T1和T2的導(dǎo)通角大小，就可以平滑的調(diào)節(jié)MCR的容量。從圖中，還可以看出MCR具有自耦勵磁功能，省去了單獨的直流控制源。MCR的另一特點是小截面鐵心處于極限飽和狀態(tài)。而其他鐵心則處于不飽和狀態(tài)，降低了有功損耗（約為額定功率的0.9%），降低了諧波含量（約為TCR的一半左右，通過簡單的角接處理，諧波含量可以降至5%以下），噪聲也比較小。
MCR主體采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片和漆包線，并采用低溫升設(shè)計，具有極高的可靠性，可以做到正常使用10年以上，只需定期進行簡單的常規(guī)檢查即可確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行，維護工作量極小，維護難度小，維護成本極低。由于主體設(shè)備為油浸電抗器，采用室外安裝方式，基建工作量非常小，基建投入降到最低。
1．3磁控電抗器執(zhí)行單元
執(zhí)行單元由電源變換、勵磁通斷控制、光電變換隔離單元組成，與電抗器安裝連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，勵磁系統(tǒng)工作電壓極低，只有幾百伏，電力電子元件全部采用進口優(yōu)質(zhì)低壓元件，所有這些元件都高度成熟可靠，勵磁系統(tǒng)自身具有完備的保護系統(tǒng)，可充分保證其運行的可靠與安全，勵磁系統(tǒng)與主控制單元采用光信號進行控制和狀態(tài)傳輸，保證系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力和高度的可靠性。
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