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SVG裝置的無功補償方法

來源:投稿網 時間:2024-04-25 10:00:03

引言

城市軌道交通供電系統將產生兩種無功功率:感性和容性。重載時,線路主要是感性無功功率,交通高峰時段與停車時段的牽引負荷和動力照明負荷差別很大。受電纜充電無功效應影響,大量容性無功功率將轉移到電力系統上,運營部門的電力資源將被嚴重浪費。輕載時線路產生的容性無功會影響電網的安全運行和功耗。因此,根據實際運行情況合理選擇無功補償方法具有重要意義。

1負荷對電能質量的影響。

(1)在低功率問題上,電網消耗和生產成本相對較大,設備使用安全系數低,生產效率相對較低。(2)無功負荷突變會導致電壓閃變和電壓波動,電氣設備無法正常運行。(3)非線性負荷諧波電流問題是電網電壓畸變的主要原因。(4)電網三相不對稱會導致中心電線過流和中心電線過熱。

分析無功補償方案。

供電局評估點的依據是選擇補償方案的重要參考指標。方案內容涉及系統組成、負荷組成研究等。除沖擊負荷外,無功特性還包括大電纜的無功影響和無功波動,以及夜間休息時間較低的功率因數。從用戶功率因數分析,需要滿足供電局的基本要求。對于110kV電纜的無功轉移,可以通過電抗器處理,也可以在負荷升高后抵消。針對中壓網絡的無功平衡,需要使用無功補償裝置進行處理,調整高壓側電源的功率因數,提供降壓處理后的電壓,補償變壓器的無功損失。軌道交通供電系統的內容和運行方式不同??刹捎秒娍蛊髟O備或靜態無功補償器(Staticvarcompenstor、SVC)、動態無功補償裝置(Staticvar)。

分析無功補償效果。

3.1電抗器。

電容器向系統輸入無功電流,主要采用無功電流。所需無功設備可從電容器獲得無功電流,無需從變壓器獲得無功電流,節省電能,增加電容器負載率。電抗器的無功補償功能如下:(1)防涌流,最典型的是阻尼電抗器;(2)將調諧-諧振點調整到133HZ、189HZ和204HZ,可有14%、7%和6%的電抗器;(3)將諧振點調整到無機濾波器中的諧波附近,與電容器串聯反應,形成諧波的低阻抗電路,對系統諧波具有被動吸收作用。電抗器在電容器補償過程中主要發揮濾波和調諧的補償作用。電容器和電抗器的無功補償方案成本低,但無功補償效果不理想。此外,慢速切割不能滿足負荷變化頻率高的應用,容易產生過度補償或諧振不足等問題。,這將直接影響供電系統的正常運行。

3.2SVC。

SVC裝置的無功補償方法在國外的應用相對成熟。接入無功負荷接入點后,會抑制無功負荷沖擊,過濾高諧波,使三相電網狀態和PCC點電壓更加穩定,直接提高電力系統的可靠性。SVC裝置有多種類型。晶閘管控制變壓器(TCT)是電抗器和耦合變壓器的組合,相當于實際使用中的可調電抗器設備。TCT裝置由控制器和晶閘管閥、高阻抗變壓器組成。變壓器的低壓側連接到晶閘管閥,改變晶閘管閥的導角,調整低壓繞組電流,根據匝數比調整變壓器電流,改變TCT的無功功率。變壓器的副邊電流在晶閘管閥的作用下發生了變化,實現了對感性無功功率的有效控制。在實際應用中,晶閘管閥類似于副邊短路,將輸出最大的感性無功功率,最終達到所需的額定容量。

TCT裝置具有明顯的特點和優點,主要體現在以下幾個方面:(1)快速響應,半波采樣只需10ms,全波采樣時間為兩倍;(2)運行可靠性強,高阻抗變壓器抗干擾能力強,具有一定的抗沖擊能力;(3)結構簡單,降低了操作人員的工作難度;(4)磁路不飽和,避免了磁滯伸縮和風扇部件運動的噪聲干擾;(5)與可調電抗器相比,鐵損失和磁場泄漏的附加損失較小。

3.3SVG。

SVG裝置的補償方法主要通過電壓源變流器實現。無功能轉換主要通過高頻開關操作完成。

SVG裝置的功能主要體現在以下幾個方面:(1)在電力系統不穩定的情況下,可提供穩定的電壓支撐;(2)可提高輸電系統的可靠性,增強動態和靜態穩定性;(3)暫態過電壓持續下降;(4)抑制系統二次同步振蕩和低頻振蕩;(5)避免電流和電壓失衡,防止不對稱負荷;(6)避免電壓波動引起的閃變問題;(7)擴大輸電線路性能,增加有功傳輸容量;(8)系統內諧波電流有效過濾。與其他設備相比,SVG裝置的優勢更加明顯。該裝置占地面積小,受城市用地緊張因素影響,軌道變電站建設成本增加,設備占地面積縮小,可降低變電站成本,降低土地使用成本。該裝置的范圍相對較寬,可以滿足一套無功電壓的補償感性。最重要的是響應速度快,無諧波優勢明顯。該裝置采用正弦脈寬調節系統(SPWM)。功率單元與調節技術接入后,供電系統不會流入太多諧波,降低污染率,更有利于供電系統的穩定運行。

SVG裝置是一種雙向補償電源,其基本原理是:電網并聯三相并聯變流器裝置,其中并聯裝置主要由IGBT管組成。電流互感器對流入系統的電流敏感,并收集到補償裝置控制系統中,實時控制電路將電流的無功分量分離。

SVG裝置打破了傳統補償產品的局限性,更新了無功補償的概念,由裝置功率單元柜和控制柜、啟動柜等組成。特別是半導體電力電子設備的應用,實現了逆變器和整流電流的有效建設,可連續調整和雙向補償負荷,跟蹤和控制容性無功電流,進一步優化系統功率因數。

供配電系統的無功容量主要涉及容性和感性。產生的無功容量直接關系到以下設備的功能:(1)110kV電纜可形成充電容性無功;(2)主變空載電流可形成感性無功損耗;(3)35kV電纜可形成充電容性無功;(4)各種變壓器的感性無功,包括牽引變壓器和綜合樓變壓器、35kV側降壓變等;(5)各種電氣設備形成的感性無功。為了保證SVG補償方案的可行性,需要選擇系統感性最小無功值和容性最大無功值,以計算系統極限容性無功量。經過實踐經驗總結,最終選擇了最佳運行方式,即夜間低負荷運行10%動態照片,白天進一步優化無功補償方式,同時增加系統功率因素。

4結束語

軌道交通供電系統無功補償方法的選擇應對環境保護和日常負荷曲線、負荷類型等因素進行綜合研究,以選擇最佳的補償方法。SVG是目前最先進的補償裝置。其無諧波、響應快等優點,顯著提高了供電系統的穩定性,但維護率高的問題不容忽視要加強研究,充分發揮SVG補償方法的性能優勢。