低壓就地動態(tài)無功補償在吊車群供電中的應用探討

1、低壓就地動態(tài)無功補償在吊車群供電中的應用探討1問題的提岀某工程吊車供電系統(tǒng)改造中，因后續(xù)吊車負荷增加較大，且不可能增加變壓器容量和臺數，就必然面臨變 壓器供電能力不足的問題。因此，采用了增加就地動態(tài)無功補償裝置，提高功率因素的方案，以擴大變壓 器供電的能力。改造前吊車供電系統(tǒng)負荷計算，見表一。一期工程吊車負荷計算Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨1193206423830. 53626加料跨784135615660. 52382表一由上表負荷計算結果和負荷性質，考慮到主廠房吊車供電要求的高可靠性，采用了變壓器相互備用的方案,具體見下圖一。,根據廠家提

2、供的參考資料，我們對吊車吊車供配電圖圖一新建的二期工程，引起加料跨及鋼水接收跨吊車臺數和容量增加很多 供電系統(tǒng)進行了計算：見表二二期工程負荷計算Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨25892990054549加料跨172229793441055233表二根據表二可知 ，原供電方案已完全不能滿足要求。主要存在的問題為：由于擴容，變壓器容量不夠；由于變壓器供電線路電流增大，引起有功和無功損耗增加。由上述數據可知，擴容后原供電變壓器 2X2500kVA 及配電開關及下級配電開關和滑觸線均不能滿足擴容 后供電要求。照此，原供電變壓器及低壓配電柜及滑觸線全部要改

3、造，重新設計，而且變壓器容量要加大到 4000kVA 以上，這樣，開關的短路容量要求更高，供電電纜更多，滑觸線全部更換，施工難度更大，從而改造費用巨大，停產時間長。根據負荷計算結果，也曾考慮過在電氣室采用低壓側無功補償方案，由于電氣室空間限制和投資的限制，也曾考慮加大變壓器容量的方案。但變壓器容量已選最大，無法再擴容。為了既保證變壓器總輸出容量不增加，又解決新增設備的供電需要，經過多方比較、論證，最后決定采用低壓就地動態(tài)無功補償方案。2 無功補償方案的選擇由于主廠房吊車負載存在功率因素低的特點,主要按以下幾點確定選擇方案：1）能采用就地補償的地方盡量選用就地補償方案、就地平衡負載無功功率，以消

4、除無功功率對供電系統(tǒng)的 影響，使整個供配電設施都以較小電流供電從而損耗最?。?）選用動態(tài)補償方式補償無功功率，動態(tài)跟隨負載無功功率變化，不僅可以使供電電流減小，獲得較大的 經濟效益，而且從根本上消除了靜態(tài)濾波器補償時網壓過高和過低對設備的損壞問題。3）選用TSC（晶閘管投切電容器）補償方式，吊車供電負載屬于感性負載，采用可變的容性無功直接進行補償?；谝陨蠋c，具有諧波治理功能的 TSC 就地動態(tài)無功補償方案是本工程無功補償方案的理想選擇。2.1 裝置主要特點1）補償裝置動態(tài)響應時間為 15ms，投切時間10ms。2）TSC 控制，電流過零點投切，補償電容入網、退網時電流均為正弦變化，對電網無

5、沖擊。3）可靠性提高。2.2 無功補償的作用及性能提高功率因素，減少供電線路的輸入的無功功率，充分發(fā)揮現有變壓器容量。3 TSC 動態(tài)無功補償裝置和其它補償裝置的區(qū)別TCR 動態(tài)無功補償（結構如圖二），其原理是通過改變可控硅導通角調整感性無功。固定電容器產生容性無功，靠調節(jié)裝置內可變的感性無功同固定的容性無功抵消作用，使補償裝置輸出大小可變的容性無功，其特點為當用可控硅作為接通電感的無觸點電子開關元件在改變其導通角時，可獲得不低于20ms的響應時間，并且沒有電流沖擊。主要缺點是裝置內部很大一部分無功相互抵消，裝置自身損耗比較大。所以，TCR動態(tài)無功補償雖然可獲得 20ms的響應時間，但其結構龐

6、大，造價成本高，比較適合高壓補償。根據補償理論，低壓用戶就地補償從降低線路損耗和用戶變壓器增容方面來看，都比高壓補償效益明顯。國內常用的無功補償裝置為靜態(tài)無功補償方式，（結構如圖三）此類裝置價格較低，本身損耗小。但靜態(tài)無功補償方式的主要缺點為：1）對波動負載不能及時響應，易產生過補和欠補，例如對大型電動機啟動過程無法補償，造成網壓動態(tài)下 降。2）在產生過補償時會造成網壓升高損壞用電設備?？梢娺@種靜態(tài)無功補償方式不能達到和保持最佳的補償效果，一般只適合于在無功功率變化不大或緩慢的 場合。而TSC低壓就地無功動態(tài)補償裝置的微機控制單元（結構如圖四）采用按無功功率投切電容器組的補償原 理，只需一次到

7、位，大大減少了開關動作次數。這種控制克服了按功率因素投切電容器組所帶來的不利因 素。通常按功率因素投切電容器組需要多次投切才能找到合適的補償容量，開關動作次數多，影響了電容 器的使用壽命，同時還不能保證電壓合格率。:C衛(wèi)動態(tài)無為乳祕彊置対創(chuàng)二T5C用彌哪貉REQ該裝置應用的補償技術不需附加緩沖電感，可控硅以10ms速率直接將電容器投入電網，降低了補償裝置成本。而且，在電網電壓高低不同時可采用不同的補償算法，以確保不發(fā)生欠補償和過補償產生的電網電壓升高。3.1無功補償地點的確立安裝在電氣室變壓器二次側水平母線上可減少動力變壓器電力損耗，但配岀線路及配岀饋電開關及滑觸線全部要改。改造范圍大，投資多

8、安裝在吊車上直接與電動機并聯這種方式補償效果最佳，但投資最貴，而且現場環(huán)境惡劣，且安裝、維修困難。安裝在現場滑觸線電源供電處現場將按照滑觸線電源供電點數量增加控制室以安裝無功補償柜，從而減少線路損耗。而且環(huán)境比較好， 容易維護保養(yǎng)。改造范圍較小，已實施就是此種方案。上述用戶側就地補償方式可以使補償在以前的整個線路的電流下降，補償點越接近用電負載，其節(jié)電效果 就越顯著。因此無功功率補償不應僅僅局限于高壓側進行補償，同時應在用戶側進行就地補償。無功補償裝置的位置布置示意圖見圖五。卄吃緲場圖五3.2吊車無功補償量的計算補償量的確定原則 功率因素達到 0.92 以上，裝置運行中不會出現過補、欠補，且個

9、別電容器損壞后仍能保證正常運行。 需補償的無功功率補償量為 :Qc=a P30qQc-需要補償的無功容量a平均負荷系數取0.70.8P30-總計算負荷 kWqc補償率 kvar/kW根據以上公式可計算出需補償的無功功率及所需補償裝置將現供電的功率因數由 0.5 提高到 0.92，計算結果見下表三：二期工程負荷計算Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨149763816270922474加料跨172073318690922843表三4 結論根據表一表三及上述計算和分析，得出結論：增加 TSC 就地低壓動態(tài)無功補償后，利用 TSC 就地無功補償裝置產生的容性

10、無功電流快速、準確地抵消電網中的感性無功電流，從而提高了功率因素，保證了供電質量，提高供電設備的供電能力。原供電變壓器 2X2500kVA 及低壓配電柜可以保留 ,由于加料跨負荷增加很多，僅加料跨的供電開關更換加大，電纜增大，滑觸線增加扁鋁線。這樣吊車供電及滑觸線改動部分較小。從上述數據，變壓器供電容量可減小30以上，電壓穩(wěn)定在電壓波動不大于5V 范圍內，線路損耗和變壓器損耗降低 2以上。僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zweckerwendet werden.Pour l ' e tude et la r