TSC高壓動態(tài)無功功率補償裝置

1、TSC 高壓動態(tài)無功功率補償裝置TKTK 牌高壓 TSCTSC 是一種動態(tài)跟蹤的新型電容補償裝置，產(chǎn)品采用全數(shù)字智能控制系統(tǒng),國外進口的高電壓、大功率晶閘管串連組成高壓交流無觸點開關，實現(xiàn)電容器組的快速投切，響應時間小于 20ms20ms。產(chǎn)品借鑒國外先進技術，解決了傳統(tǒng)補償裝置控制開關易受沖擊、使用壽命短、相應速度慢等缺點，設備運行安全可靠，效果好，各項性能指標達到國內(nèi)先進水平。高壓 TSCTSC 動態(tài)無功功率補償裝置廣泛應用于高壓交直流輸變電系統(tǒng)和冶金、煤炭、港口門機、電氣化鐵路、重型機械制造等工業(yè)、交通沖擊性負荷配電網(wǎng)中。其主要作用就是對沖擊性負荷、時變負荷能夠實時監(jiān)測、動態(tài)補償，實現(xiàn)功

2、率因數(shù)補償至 0.90.9 以上，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，減少供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗，提高電能質量等顯著特點，可以給用戶帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。高壓TSC的應用領域隨著現(xiàn)代電力電子設備和非線性負荷的大量應用，使電網(wǎng)供電質量受到嚴重影響，尤其是各種電力電子開關器件的大量應用和負載的頻繁波動是最主要的干擾源，對電網(wǎng)的穩(wěn)定造成一系列不良影響： 功率因數(shù)低，增加電網(wǎng)損耗，加大生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率； 產(chǎn)生的無功沖擊引起電網(wǎng)電壓降低，電壓波動及閃變，嚴重時導致傳動裝置及保護裝置無法正常工作甚至停產(chǎn)； 導致電網(wǎng)三相不平衡，產(chǎn)生負序電流使電機轉子發(fā)生振動。 電容器組諧振及諧波電流放大，使電容過負荷或過電壓，甚至燒毀

3、； 增加變壓器損耗，引起變壓器發(fā)熱； 導致電力設備發(fā)熱，電機力矩不穩(wěn)甚至損壞； 加速電力設備絕緣老化，易擊穿；針對以上電網(wǎng)污染，應用我公司生產(chǎn)的高壓 TSCTSC 動態(tài)無功功率補償裝置實現(xiàn)了電容投切無過渡、無涌流抑制高次諧波，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。高壓 TSCTSC 裝置應用領域如下：1、遠距離電力輸送電力系統(tǒng)目前正在趨向于大功率電網(wǎng)，長距離輸電，高能量消耗，迫使輸配電系統(tǒng)不得不更加有效。高壓 TSCTSC 可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能，即在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個平衡的電壓時，可以在電網(wǎng)的一處和多處適當?shù)奈恢冒惭b高壓TSC,TSC,以達到以下的目的： 穩(wěn)定系統(tǒng)電壓 減少傳輸損耗 增加電網(wǎng)輸電能

4、力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率 提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限2、軋機軋機的無功沖擊負荷會對電網(wǎng)造成以下影響： 使功率因數(shù)下降 引起電壓波動及電壓降，嚴重時使電氣設備不能正常工作，降低生產(chǎn)效率 負載的傳動裝置中會產(chǎn)生有害高次諧波， 主要以 5 5、 7 7、 1111、 1313 次為代表的奇次諧波及旁頻，會使電網(wǎng)電壓嚴重畸變高壓 TSCTSC 閥組和高壓 FCFC 濾波器或抑制諧波型電容裝置兩者相互結合，可以減少鋼廠軋機等負荷對供電系統(tǒng)的電壓波動，濾除或抑制軋機產(chǎn)生的諧波，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。3、提升機 提升機在工作中會對電網(wǎng)產(chǎn)生如下影響： 引起電網(wǎng)電壓波動及電壓降 使功率因數(shù)較低 增加了設備及輸電線路的損耗

5、高壓 TSCTSC 裝置可以減少提升機對供電系統(tǒng)的電壓波動，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。4、城市二級變電站在區(qū)域電網(wǎng)中，采用高壓 TBBTBB 固定無功補償和高壓 TSCTSC 動態(tài)無功補償方式來補償系統(tǒng)無功，高壓 TBBTBB 固定無功補償用來補償較穩(wěn)定的感性負載，高壓 TSCTSC 動態(tài)無功補償用來補償波動性較大的感性負載。兩種方式組合投切，既能保證補償精度，又可實現(xiàn)動態(tài)跟蹤補償；而且降低了設備造價。5、電氣化鐵路的供電系統(tǒng)電力機車運輸方式在保護環(huán)境的同時也對電網(wǎng)造成了嚴重“污染”，電力機車單相供電造成了供電網(wǎng)的三相嚴重不平衡及功率因數(shù)低，并產(chǎn)生負序電流。高壓 TSCTSC可以改善三相不平衡，提高

6、系統(tǒng)的功率因數(shù)。高壓TSC組成及技術特點高壓 TSCTSC 動態(tài)無功功率補償裝置由光纖觸發(fā)控制系統(tǒng)、閥控系統(tǒng)、脈沖變壓器、電抗器、電容器、保護元件等單元組合而成。控制系統(tǒng)由微機實時檢測電能質量、實現(xiàn)智能投入、切除電容器組調節(jié)系統(tǒng)功率因數(shù)的目的。當控制器檢測實時功率因數(shù)，自動判斷出需投入的電容器組數(shù)，控制器對指定的晶閘管閥輸出控制信號、使之導通將電容器組投入運行；當負載無功功率低于整定值時，控制器對對應的晶閘管閥停止發(fā)送觸發(fā)信號，晶閘管閥導通截止，電容器組退出運行。以上工作狀態(tài)完全自動進行，確保投切電容器無沖擊、無涌流、無過渡過程。1、晶閘管閥組結構高壓熱管散熱結構 10kV10kV 和 6KV

7、6KV 高壓晶閘管閥組采用單相臥式，三相疊加立式結構，結構緊湊，占地面積小。10KV10KV 和 6KV6KV的高壓晶閘管閥組串聯(lián)一定數(shù)量的晶閘管；其它附件還有散熱器、均壓/阻尼電容器和電阻器、高電位觸發(fā)板和支撐架等。(a)(a)晶閘管選用 ABBABB 原裝進口 6500V6500V 元件，光元件選用美國原裝進口元件，有利晶閘管閥長期可靠運行。(b)(b)單相 10kV10kV 晶閘管閥組單臂半波共串聯(lián) 1010 個 6500V6500V 晶閘管元件。單相 6kV6kV 晶閘管閥組單臂半波共串聯(lián) 6 6 個 6500V6500V 晶閘管元件。說明元件電壓使用裕度足夠大。(c)(c)熱管散熱器

8、采用烏克蘭技術生產(chǎn)，散熱效率高(是銀的 10001000倍左右)，結構緊湊、噪音小、提高了設備的安全性和穩(wěn)定性。(d)(d)高電位板采用 ABBABB 轉讓技術， 集觸發(fā)脈沖整形與硅元件狀態(tài)檢測功能于一體；電路板所有功能全部采用無源電路，電路板無需外供電源，極大提高了電路板工作的可靠性。(e)(e)均壓電容器采用自愈式金屬化膜電容器，金屬化膜采用進口的邊緣加厚的鋅鋁復合金屬化膜做主材，產(chǎn)品具有優(yōu)良的自愈性能，電容量損失小，抗浪涌能力強。阻尼電阻器采用專為電力機車整流裝置配用的大功率繞線電阻器，散熱效率高，抗浪涌能力強，性能穩(wěn)定。(f)(f)閥室內(nèi)配備大功率空調，可以將熱管散出的熱量迅速排除室外

9、，保持室溫恒定，有利于晶閘管閥的長期運行。2、控制柜結構高壓 TSCTSC 控制柜由無功調節(jié)控制器、硅元件狀態(tài)監(jiān)視器、專用大容量備用電源裝置(UPS)UPS)及相應的指示儀器儀表、按鈕等組成。無功調節(jié)控制器采用 DSP+MPUDSP+MPU 雙處理器架構，其中，DSPDSP 采用國外進口高速浮點信號處理器，MPUMPU 采用工業(yè)級嵌入式處理器；光端收發(fā)器由光發(fā)射板、光接收板、緩沖器板和電平分配板組成。a)a)無功調節(jié)控制器是 TSCTSC 系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)無功控制策略和晶閘管閥運行監(jiān)控的神經(jīng)中樞， 實現(xiàn)下述功能： 原始輸入信號調理手動/自動轉換ADAD 數(shù)據(jù)米集轉換 無功補償和負序補償計算 調節(jié)線

10、性化 投切指令產(chǎn)生 晶閘管閥事故報警處理遠傳 TSCTSC 晶閘管閥信息和執(zhí)行工作站命令b)b)硅元件狀態(tài)監(jiān)視器實時監(jiān)視高壓 TSCTSC 晶閘管閥組閥體各硅元件狀態(tài)，液晶顯示。畫面簡潔、直觀，根據(jù)監(jiān)視結果，發(fā)出告警或故障信號。便于值班人員及時判斷處理。3、可控硅觸發(fā)電路系統(tǒng)晶閘管閥串在中壓電網(wǎng)中工作，當觸發(fā)瞬間或晶閘管閥串在正常導通時,每只管子的壓降極低，約為 2V,2V,觸發(fā)電流為幾百毫安。當晶閘管閥串停止工作時，電容器通過二極管串充電，充電電壓大約等于電網(wǎng)線電壓的峰值，晶閘管閥串要承受電網(wǎng)的交流電壓和電容器的直流電壓之和，所以選擇二極管和晶閘管閥串的耐電壓值至少要高于電網(wǎng)額定線電壓的六倍

11、。在這種情況下，控制回路與主回路的絕緣問題尤為重要。觸發(fā)回路發(fā)出觸發(fā)命令傳到中壓晶閘管閥串工作。只有做到觸發(fā)回路與主回路的絕緣，才能保證系統(tǒng)的安全?？煽毓栌|發(fā)電路主要由光電轉換裝置、脈沖變壓器組成。a a）觸發(fā)器的同步信號取自電網(wǎng)電壓，經(jīng)同步變壓器降壓驅動光耦后作為同步信號，觸發(fā)器接到觸發(fā)命令后，產(chǎn)生 180180?；?120120。寬脈沖的觸發(fā)命令，再通過光纖傳遞給脈沖功放產(chǎn)生脈沖列信號，經(jīng)過磁隔離變壓器隔離，觸發(fā)晶閘管。b b）磁隔脈沖變壓器磁隔離變壓器提供同一組晶閘管閥串相同的觸發(fā)脈沖信號，即觸發(fā)脈沖信號同時開始、同時停止，以保證閥串同時導通。并且磁隔離變壓器起到低壓控制回路與中壓主回路

12、絕緣、隔離的作用。專門用于多個晶閘管串聯(lián)系統(tǒng)的特種脈沖變壓器，可滿足 3 31212 個晶閘管串聯(lián)同時觸發(fā)的需要。其結構和工藝上保證了多繞組輸出脈沖的上升沿時間誤差小于0.20.2ss,s,脈沖上升沿陡度可達 2A/s,2A/s,適合觸發(fā)電流容量在 50504000A4000A 范圍內(nèi)的晶閘管，良好的性能，保證了觸發(fā)系統(tǒng)的安全性，可靠性和穩(wěn)定性。4、電容器和電抗器單相并聯(lián)電容器可以要據(jù)供電系統(tǒng)和現(xiàn)場負荷的情況選擇不同型號的電容器；單相用聯(lián)電抗器可以根據(jù)供電系統(tǒng)和現(xiàn)場負荷的情況選擇不同電抗率的電抗器，電抗器也可以根據(jù)現(xiàn)場的負荷和用戶的要求選擇干式鐵芯、干式空芯電抗器。5、技術特點：時跟蹤負荷變化

13、，動態(tài)補償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)； 采用光纖觸發(fā)技術，實現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的電氣隔離，解決干擾問題，做到了高可靠性和控制性； 采用進口晶閘管控制投切電容器組，真正實現(xiàn)電容器組過零投切，無浪涌電流，提局了設備的使用壽命； 電容器組投切過程中無浪涌電流、無操作過電壓，無電弧重燃現(xiàn)象；動態(tài)抑制系統(tǒng)諧波，改善電壓畸變率，主回路設計充分考慮電容器組對諧波電流的放大問題，保證設備安全運行，可靠工作；控制器實現(xiàn)全數(shù)字化，液晶顯示，具有聯(lián)網(wǎng)通訊功能；控制器具有高可靠性，而且操作簡單，與系統(tǒng)連接時，不需要考慮交流系統(tǒng)相序，補償器保護措施齊全；閘管閥體電路參數(shù)精心設計，發(fā)熱量小，設備結構緊湊，占地面積?。豢?/p>

14、制柜與晶閘管閥體之間信息傳遞全部采用高壓光纖實現(xiàn)，無任何電氣聯(lián)系,徹底解決了控制低壓側和高壓側的電氣絕緣問題；專用的晶閘管閥監(jiān)控單元能夠實時監(jiān)測晶閘管閥體中每只晶閘管的運行狀態(tài)， 液晶顯示，畫面直觀、簡潔。采用獨特的自取能供電和高精密直流電源為晶閘管閥體高壓控制電路供電，電源輸出容量大、可靠性高且電能質量穩(wěn)定； 設備自身無諧波電流產(chǎn)生、無投切過渡過程； 適用于無功負荷沖擊頻繁波動的場合； 改善電壓質量，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，抑制電壓閃變； 降低網(wǎng)損，高效節(jié)能，提高電氣設備6、技術參數(shù)： 系統(tǒng)電壓等級：10kV10kV 及以下電壓等級 系統(tǒng)頻率：50Hz50Hz 系統(tǒng)響應時間：20ms20ms 控制電源

15、：220V220V 電容器接線：三角型電容器分組：300300、600600、900900、12001200、18001800、2400KVAR2400KVAR 等TK-XHG 肖弧消諧柜TK-XHG 型微機消弧消諧柜是山東泰開電力電子有限公司自主研發(fā)的產(chǎn)品， 適用于 635KV 中性點非有效接地電力系統(tǒng)， 對系統(tǒng)運行中的各類過電壓加以限制，有效地提高該類電網(wǎng)的運行安全性及供電可靠性。裝置采用德國進口的元器件進行控制和人機操作，采用了遠程集中控制設計，便于遠程監(jiān)控。本保護是在系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性接地時，將故障相快速接地即轉為金屬性接地，以避免非故障相因故障相的弧光造成過電壓， 即非故障相的電壓不

16、大于， 3U?,消除故障相的間歇性弧光。在設定時間內(nèi)如果故障相產(chǎn)生間歇性弧光發(fā)生源消失，本裝置自動退出，系統(tǒng)恢復正常運行狀態(tài)；否則再次金屬性接地，接地次數(shù)由用戶設定，另外還可根據(jù)用戶的需要配備內(nèi)置選線的功能，實現(xiàn)一機多能。一、產(chǎn)品的結構及特點裝置由：消弧消諧控制器、單極真空接觸器、電壓互感器、隔離開關、限流熔斷器、電流互感器、過電壓保護器、熔斷器組成。系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖為：1 1、控制器控制器由硬件和軟件兩大部分組成。 硬件部分由可編程序控制器（PLC）、RS232/485 通訊電纜、觸摸屏、傳感器和互感器等主要部分組成； 軟件部分主要由根據(jù)用戶要求編寫的、 可擦除的 PLC 程序組成。顯示界面采

17、用配套軟件完成系統(tǒng)運行的可視化。電量參數(shù)的采集由相應電流互感器、電壓互感器和電量傳感器完成。觸摸屏作為人機對話界面，顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)、系統(tǒng)運行參數(shù)和故障報警信息，通過觸摸屏可以完成系統(tǒng)參數(shù)、報警參數(shù)設定功能，可隨時記錄系統(tǒng)故障信息、便于查詢故障和方便設備維護功能。機箱安裝于柜體儀表室內(nèi)，采用掛裝的方式，既節(jié)省了空間，又方便安裝和檢修。可編程序控制器(Programmablecontroller)簡稱 PLC,本設備中應用的 PLC控制器是西門子公司生產(chǎn)的 SIMATICS7-200系列可編程序控制器，由于硬件模塊化設計，增強了抗干擾能力，更適合工程控制。還有，采用模塊化設計，便于適應不同的工程

18、需要，系統(tǒng)擴展非常方便。另外，控制器所用的 PLC 是自動控制技術、計算機技術與通訊技術三者有機結合的高科技產(chǎn)品。 它作為用于工程控制的專用計算機，有諸多特點，特點如下：(1)可靠性高，抗干擾能力強；在 PLC 設計中，在硬件上對元器件進行嚴格的篩選和老化，采用電源多級濾波和穩(wěn)壓措施、電磁屏蔽、輸入輸出濾波、光電隔離及通道間絕緣、輸入電源和輸出電源均可相互獨立，還設置了聯(lián)鎖、檢測與診斷電路；在結構上采用密封防塵抗震的內(nèi)部內(nèi)部結構、 外部封裝；在軟件上采用循環(huán)掃描的工作方式、程序語法檢查、故障檢測與診斷出錯后報警、保護數(shù)據(jù)、封鎖輸出及自動恢復等措施。所有的特殊設計使 PLC 的平均無故障間隔時間

19、達 10 萬小時。(2)接口模塊功能強、品種多。(3)適應性強，使用面廣。即可現(xiàn)場控制，又可遠方控制。(4)編程簡單、直觀。(5)體積小、重量輕，功耗低。2 2、電壓互感器為系統(tǒng)中的保護及計量設備提供電壓信號， 為裝置提供被保護的二次電壓和輔助二次電壓信號。3 3、流快速真空接觸器在接到控制器的動作命令后的 10ms 之內(nèi)完成合閘動作，使弧光接地4 4 高壓隔離開關用來控制裝置的投運和退出，在裝置需要檢修或調試時，與系統(tǒng)隔離并形成明顯的斷口。5 5 過電壓保護器 TBPTBP有效的吸收各種過電壓。6 6 高壓限流熔斷器組件 FURFUR當由于裝置內(nèi)部故障或其他原因引起的裝置誤判斷時，可在1-2

20、ms 之內(nèi)快速實現(xiàn)截流，并將裝置退出。三、裝置功能1、本裝置提供如下保護及有關功能：1.1 消弧保護本保護是在系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性接地時， 將故障相快速接地即轉為金屬性接地，以避免非故障相因故障相的弧光造成過電壓，消除故障相的間歇性弧光。在設定時間內(nèi)如果故障相產(chǎn)生間歇性弧光發(fā)生源消失，本裝置自動退出，系統(tǒng)恢復正常運行狀態(tài)；否則再次金屬性接。1.2FU 動作指示本功能是用于指示因裝置內(nèi)部故障或接線錯誤等原因導致裝置誤判斷，F(xiàn)U 快速動作將裝置退出，避免故障擴大。1.3PT 斷線指示本功能采用三相電壓及零序電壓的冗余作PT 二次斷線判斷，并通過觸摸屏顯示告警信息，通知用戶進行故障排除。1.4 容性電

21、流監(jiān)視在裝置動作時，通過接地電流互感器采集容性電流，通過觸摸屏顯示系統(tǒng)的容性電流。1. 5 過電壓保護功能當系統(tǒng)發(fā)生短暫的雷擊和操作過電壓時，均有系統(tǒng)的過電壓保護器限制和吸收。1.6 可靠性裝置的性能不受電網(wǎng)對地電容電流和接地點的影響，動作可靠效果顯著，且不影響電網(wǎng)的擴大和改變，允許 200A 的電容電流連續(xù)通過 2 個小時。1.7 實用性裝置的設備簡單，體積小，安裝調試方便，既適用于變電站，同樣適用于發(fā)電廠的高壓廠礦用電系統(tǒng)；相對于消弧線圈系統(tǒng)而言，工作更可靠，自動化程度更高。XHG 產(chǎn)品與傳統(tǒng)消弧消諧方式的比較序號XHG品消弧線圈消弧電阻1造價低、投資少、免維護造價高、投資大、造價中等、需要定期維護維護繁瑣容易導致停電事故2體積小不影響電網(wǎng)升級體積大不利于電網(wǎng)升級容易導致停電事故3一體化結構、故障率低部件多，故障率身需要定期檢測4各種功能齊全，自動化程度高功能有限，自動化程度低功能有限，自動化程度低5可取代 PT 柜需另加 PT 柜需另加 PT 柜6徹底消除各種弧光消弧效果差