低压动态无功补偿装置的推广应用.doc

低压动态无功补偿装置的推广应用
随着工业化进程的不断加速，电力电子装置的应用日益广泛，电网中的谐波污染也日趋严重。另外，大多数电力电子装置功率因数很低，也给电网带来额外负担，并影响供电质量。因此，谐波抑制与功率补偿的问题急需解决。
近年来大量的变频器、UPS电源等在包钢的投入使用，使包钢电网遭到严重污染。炼钢厂新转炉变电所是5#、6#转炉附近电气设备供电电压源，它的负载大多都是吊车、电焊机等，此类负载特点是变化频繁，传统的静态补偿及静态无源滤波装置已无法满足改善电网的要求，为此，我们通过考察调研后为炼钢厂新转炉变电所上四套TFC智能型动态无功补偿滤波成套装置。
TFC智能型动态无功补偿滤波成套装置，主要由监控终端、开关模块、电容器、电抗器、断路器、机柜等组成，控制器采用前馈式监测（三相平衡负荷，采集单相信号；三相不不平衡负荷，采集三相信号），以负载的实时无功功率为投切物理量，应用瞬时无功控制理论及网压支持算法，在10mS内完成零电流投入，投切无涌流，对电网无冲击，并且在主电路和开关中采取措施，对于主电路电容器有预充电的作用，避免了投切电容器的冲击，使运行更加稳定、安全、可靠。为保证实时跟踪投切，整个系统响应时间小于20mS,可满足快速变化负荷的需要，实现快速补偿。
TFC系列动态无功补偿滤波成套装置，按功能分为：标准调谐型、非标滤波型、高压补偿型以及单相补偿型。我们为炼钢厂使用的是标准调谐型，其工作原理是：适用于负荷较大较快的系统中。一般情况下，在这种系统中，单纯投切电容器组的无功补偿装置是不能直接使用的，危害有三：一是并联电容器组对谐波的放大，电容器组与电网形成并联谐振使谐波电流放大，以致于电压电流的畸变更为严重；二是谐波对并联电容器的直接影响，谐波电流叠加在电容器的基波电容上，使电容器的电流有效值增大，温升增大，会降低电容器的使用寿命或使电容器损坏；三是难以跟踪快速变化的负载，容易引起过补和欠补，导致网压波动。针对于此，在谐波含量小于30%的系统中，无功补偿装置应该串联调谐电抗器，使此回路中谐振频率调谐低于最低次谐波，使其在工频呈电容性，改善功率因数，在谐振频率时呈电感性，防止谐振发生，以防止谐波放大，调谐型TFC动补装置能吸收5次谐波大于40%。电容单元设置灵活，电容器组可以根据容量的不同，组成二进制编码，任意容量和等容进行电容组组合。
工作原理图如下：

通过实际使用，TFC动态无功补偿滤波成套装置在谐波抑制和功率补偿方面都取得了良好的效果。通过在炼钢厂的成功运用，使低压动态无功补偿装置在包钢获得了推广和应用。