无功补偿SVC与FC区别(调速系统).docVIP

无功补偿装置简介 编 制 单 位：鞍山荣信电力电子股份有限公司 2004年9月9日 1. 无功冲击对电网和负荷的影响 煤矿负荷多为交流传动设备。且有部分设备如主、副井的铰车，采用交-交变频调速设备或直流调速设备。铰车属重载起动，无功冲击较大，并伴随大量整数倍和非整数倍的谐波电流产生，功率因数低，给电网供电产生如下问题： 1.1 无功冲击产生的不良影响 使供电母线的电压产生波动，降低机电设备的运行效率。供电母线电压产生波动时，将使用户的异步电机类负荷转矩随之变化，输入负荷的有功功率下降，影响生产和设备的出力。 绞车的快速无功冲击引起母线电压剧烈波动，严重时影响自动化装置的正常工作，闪变对人眼造成刺激，增加疲劳，甚至危及人身安全。 3) 大量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。 1.2 谐波电流对电气设备的危害 1) 谐波对旋转电机的影响 谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动，噪声和谐波过电压。 2) 谐波对供电变压器的影响 谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，温升增加，出力下降影响绝缘寿命。 3) 谐波对变流装置的影响 交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，甚至损坏变流设备。 4) 谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器， 将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。 5) 谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。 6) 谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。 谐波及无功冲击导致的电压波动。严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量。特别是电压波动超标，引起供电系统电能质量的变化将会对其他动力负荷产生严重影响，甚至造成其不能正常工作。必须按电能质量有关标准的规定，应采取综合治理措施。 二. 固定电容补偿 2.1固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功。一般采用机械开关控制电容器的投切，投切时的冲击电流和操作过电压大，易发生谐振，因此不能频繁投切。 2.2 固定无功补偿方案不能抑制谐波和电压波动。 三. 静态无功补偿(FC) 3.1静态无功补偿(FC)的功能是补偿无功，提高功率因数及滤除谐波，由于FC的补偿容量是固定的，一般适合负荷相对比较稳定的场合。但对于负荷波动比较大的场合，补偿就很不理想。在煤矿负荷较小时，造成过补，大量无功倒送，由于电业部门对无功的计量是“反转正计”，所以过补造成功率因数降低，在负荷较重时，补偿容量又不够，目前国内，由于FC的设计容量往往偏大，造成FC不能投运或只部分投运的情况不少。 3.2由于FC的补偿容量固定，当系统无功变化时，不能跟随调节，所以FC不能克服电压波动。 3.3由于FC的滤波通道是按系统谐波电流发生量设置的，当不能全部投入时，必然切去其中某次滤波通道，对于切去的滤波通道相对应的谐波电流不能很好的滤除，而且频繁的投切滤波器容易形成系统振荡。 四. 动态无功功率补偿装置(SVC) 4.1晶闸管相控电抗器（TCR）型动态无功补偿技术是通过控制晶闸管的导通角来无级调节与负荷并联的电抗器的电流从而控制其感性无功的变化，它与固定电容器补偿相结合，可以实时补偿负荷的变化的感性无功（一般采用高压直挂式）。 晶闸管相控电抗器（TCR）型动态无功补偿技术是目前最先进的一种补偿技术，技术含量高，过去以进口产品居多，导致设备造价昂贵，同时由于普遍采用的水冷系统复杂而且可靠性差。 近年来，随着国内需求的高涨，在国家的大力支持下，国内TCR型动补已逐步实现了国产化，极大地降低了TCR型动补的生产成本；同时，热管自冷技术已经成功地应用于大功率晶闸管的散热中，实现了动补的免维护运行，提高了系统可靠性。另外，近几年冶金系统和电气化铁路牵引变电所的大量成功应用也为动补的应用提供了宝贵的经验，因此，煤矿系统采用TCR型动补装置来进行无功补偿已成为一种比较切实可行的方案。 4.2 FC+TCR方案性能分析 补偿方案 晶闸管相控电抗器(TCR)型动态无功补偿方式。根据其补偿原理该设备由TCR（并联可调电抗器）+FC（补偿电容）两部分组成（如下图）。其中TCR由控制器、晶闸管功率阀组、补偿电抗器组成，通过晶闸管调整电抗器的电