MCR型电压动态无功补偿装置.doc

龙口港集团有限公司
科技创新成果鉴定书

龙港科鉴字[2012]第号

成果名称：MCR型电压动态无功补偿装置

完成单位：动力分公司

鉴定形式：会议鉴定

组织鉴定单位：技术部（盖章）

鉴定日期：

龙口港集团有限公司技术部
二〇一一年制

简要技术说明及主要性能指标课题名称：MCR型电压动态无功补偿装置
任务来源：自选
立项背景：
龙口港变电站无功补偿装置经历了从固定补偿、分组投切、以及动态平滑补偿三个阶段，补偿精度也相应有了很大提高。目前，龙口港变电站无功补偿主要为分组投切（即根据无功负荷进行合理分组，根据无功负荷大小进行投退）、固定补偿（即根据无功负荷进行投退的补偿装置）。上述无功补偿方式存在着不能进行频繁投切、合闸涌流大、补偿精度不高、无法实现无功分层、就地、适时平衡。
技术原理：
MCR型电压动态无功补偿装置工作时电容器正常运行在过补状态,由可控硅控制改变电抗器励磁阻抗大小而实现改变电抗器容量大小,将过补的电容器容量吸收掉，磁控电抗器是通过改变直流激磁进而改变铁心的饱和程度,从而达到平滑调节无功输出的目的,磁阀式磁控电抗器的铁心结构如图1所示,从图1中可以看出,铁心中有一段较小的截面,即磁阀”，而图2则给出了磁阀式磁控电抗器的原理示意。从图2中可以看出,电抗器由一个四柱铁心和绕组组成,中间两个铁心柱为工作铁心,Nk为控制绕组,N为工作绕组。可控硅接于控制绕组上,其电压很低,约为系统额定电压的1%～5%左右,因此可靠性很高.当工作绕组两端接上交流电压时,控制绕组上就会感应出相应的电压,以Nk的匝数为N的1%计,可控硅T1和T2上的电压仅为工作电压的1%,在电压的正半周T1导通,在电压的负半周T2导通,通过控制T1,T2的导通角可以控制ik1和ik2的大小,从而控制直流激磁,进而控制工作铁心的饱和度,导通角越小,ik1和ik2越大,铁心饱和度越高,电抗器的感抗越小.因此,只要控制T1和T2的导通角大小,就可以平滑的调节电抗器的容量.从图2中,还可以看出,磁阀式磁控电抗器具有自耦励磁功能,省去了单独的励磁电源.磁阀式磁控电抗器的另一特点是小截面铁心处于极限饱和状态，而其他铁心处于不饱和状态，降低了有功损耗和谐波含量。

设计方案：
在龙口港2#变电站建设工程中，成功地将磁控式MCR型电压动态无功补偿装置运用于2#变电站。MCR型电压动态无功补偿装置的结构原理图如下图所示，MCR型电压动态无功补偿装置避免了晶闸管的串联使用，在可靠性、电压等级、容量、谐波等关键技术指标具有无可争议的优越性。MCR具有和TCR相当的超快响应时间，约为20ms，可实现快速的无功补偿容量无级调节，同时MCR具有以下优势：1、MCR谐波失真小，在无滤波情况下，MCR的谐波小于3%，而TCR要高于5.8%。2、MCR的工作损耗更低，通常MCR可做到0.3%~1.5%，而TCR则大的多。3、MCR性价比高，比国产TCR型SVC的价格低1／3，同时其安装尺寸为TCR的10%。4、MCR可直接运行于任何电压等级（6～500kV），能承受2.3倍的过压。TCR只能容忍1.8倍过压。5、MCR与变压器具有类似的特点，可靠性高、免维护，安装简单、调试方便，使用寿命可达30年。6、MCR能在恶劣电网工作环境下（如电压波形畸变、幅值波动大等）稳定、可靠工作。MCR的结构如图所示，其工作原理为，通过调整晶闸管的导通角，使控制绕组N2产生不同的直流励磁电流，从而改变磁阀（图中铁心截面积较小处）的磁饱和强度，导致电抗器的磁阻变化，使电抗器的电抗值得到调整，从而改变其容量。
主要组成部件:
如下面的控制原理图和系统组成图所示，装置主要由中央控制单元、就地控制器、励磁控制器、磁控电抗器、电容器支路（若干）、远程监控系统组成，当电网负荷无功需求变化时，系统可以快速连续无级调节，及时输出无功，也可以在功率因数已经满足要求而电网电压波动较大时，调节控制主变压器的分接头，实现无功补偿和电压调节的综合控制。
图1：MCR型电压动态无功补偿装置控制原理图图2：KMCR型SVC系统构成示意图
主要技术参数:
1、电压等级：6KV～35KV。2．动态响应时间20ms。3．符合国标要求的三相平衡化功能。4．注入系统的谐波量符合国标GB/T14549-93及用户要求。5．无功调解范围1-100%，连续调节，功率因数0.8～0.999可调。6．电压波动和闪变改变率满足国标及用户要求。7．测量精度：1.0级
性能指标：
1、高性能控制单元：控制系统采用主控器、副控器组合的控制方式，主控芯片与副控芯片均采用目前最先进的专用数字控制器。将DSP的数字信号处理能力与CPLD的逻辑处理能力相结合，组成高速度、高精度、高稳定、高可靠