MCR型電壓動態(tài)無功補償裝置

龍口港集團有限公司

科技創(chuàng)新成果鑒定書龍港科鑒字［2018］第號成果名稱：MCR型電壓動態(tài)無功補償裝置完成單位：動力分公司鑒定形式：會議鑒定組織鑒定單位：技術(shù)部＜蓋章）鑒定日期：龍口港集團有限公司技術(shù)部

二O——年制簡要技術(shù)說明及主要性能指標課題名稱：MCR型電壓動態(tài)無功補償裝置任務來源：自選立項背景：龍口港變電站無功補償裝置經(jīng)歷了從固定補償、分組投切、以及動態(tài)平滑補償三個階段，補償精度也相應有了很大提高。目前，龍口港變電站無功補償主要為分組投切即根據(jù)無功負荷進行合理分組，根據(jù)無功負荷大小進行投退）、固定補償即根據(jù)無功負荷進行投退的補償裝置）。上述無功補償方式存在著不能進行頻繁投切、合閘涌流大、補償精度不高、無法實現(xiàn)無功分層、就地、適時平衡。技術(shù)原理：型電壓動態(tài)無功補償裝置工作時電容器正常運行在過補狀態(tài)由可控硅控制改變電抗器勵磁阻抗大小而實現(xiàn)改變電抗器容量大小將過補的電容器容量吸收掉，磁控電抗器是通過改變直流激磁進而改變鐵心的飽和程度從而達到平滑調(diào)節(jié)無功輸出的目的磁閥式磁控電抗器的鐵心結(jié)構(gòu)如圖所示從圖中可以看出鐵心中有一段較小的截面即磁閥”，而圖則給出了磁閥式磁控電抗器的原理示意。從圖中可以看出電抗器由一個四柱鐵心和繞組組成中間兩個鐵心柱為工作鐵心 為控制繞組為工作繞組?？煽毓杞佑诳刂评@組上其電壓很低約為系統(tǒng)額定電壓的?左右因此可靠性很高當工作繞組兩端接上交流電壓時控制繞組上就會感應出相應的電壓以的匝數(shù)為的計可控硅和上的電壓僅為工作電壓的 在電壓的正半周 導通在電壓的負半周導通通過控制 的導通角可以控制 和的大小從而控制直流激磁進而控制工作鐵心的飽和度導通角越小 和 越大鐵心飽和度越高電抗器的感抗越小因此只要控制和的導通角大小就可以平滑的調(diào)節(jié)電抗器的容量從圖中還可以看出磁閥式磁控電抗器具有自耦勵磁功能省去了單獨的勵磁電源磁閥式磁控電抗器的另一特點是小截面鐵心處于極限飽和狀態(tài)，而其他鐵心處于不飽和狀態(tài)，降低了有功損耗和諧波含量。圖2圖2段胭式飽和與抗器腕理小堂圖圖1磁閥式飽和電抗器的鐵心結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計方案:在龍口港變電站建設(shè)項目中，成功地將磁控式型電壓動態(tài)無功補償裝置運用于變電站。型電壓動態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示， 型電壓動態(tài)無功補償裝置避免了晶閘管的串聯(lián)使用，在可靠性、電壓等級、容量、諧波等關(guān)鍵技術(shù)指標具有無可爭議的優(yōu)越性。具有和 相當?shù)某祉憫獣r間，約為 ，可實現(xiàn)快速的無功補償容量無級調(diào)節(jié)，同時具有以下優(yōu)勢：的工作損耗更低，通常 可做到,而則大的多。i 諧波失真小，在無濾波情況下， 的諧波小于,而要高于的工作損耗更低，通常 可做到,而則大的多。性價比高，比國產(chǎn)型 的價格低/3同時其安裝尺寸為的 ?？芍苯舆\行于任何電壓等級? ），能承受倍的過壓。只能容忍 倍過壓。與變壓器具有類似的特點，可靠性高、免維護，安裝簡單、調(diào)試方便，使用壽命可達 年。、 能在惡劣電網(wǎng)工作環(huán)境下如電壓波形畸變、幅值波動大等）穩(wěn)定、可靠工作。 的結(jié)構(gòu)如圖所示，其工作原理為，通過調(diào)整晶閘管的導通角，使控制繞組產(chǎn)生不同的直流勵磁電流，從而改變磁閥圖中鐵心截面積較小處）的磁飽和強度，導致電抗器的磁阻變化，使電抗器的電抗值得到調(diào)整，從而改變其容量。主要組成部件如下面的控制原理圖和系統(tǒng)組成圖所示，裝置主要由中央控制單元、就地控制器、勵磁控制器、磁控電抗器、電容器支路若干）、遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成，當電網(wǎng)負荷無功需求變化時，系統(tǒng)可以快速連續(xù)無級調(diào)節(jié)，及時輸出無功，也可以在功率因數(shù)已經(jīng)滿足要求而電網(wǎng)電壓波動較大時，調(diào)節(jié)控制主變壓器的分接頭，實現(xiàn)無功補償和電壓調(diào)節(jié)的綜合控制。圖1 型電壓動態(tài)無功補償裝置控制原理圖央控制單元MCR型SV￡主電路央控制單元MCR型SV￡主電路PL超強邏輯處理器C+SP需性能數(shù)字處理器D系統(tǒng)構(gòu)成示意圖嵇壓母線供性,攀 M1-R 莞嵇壓母線供性,攀 M1-R 莞MF卜褂工汴 立漿if誼變環(huán) 補俵交珞補號三環(huán)內(nèi)行二定也主要技術(shù)參數(shù)1電壓等級： ?K2動態(tài)響應時間 m3符合國標要求的三相平衡化功能。4注入系統(tǒng)的諧波量符合國標 及用戶要求。5無功調(diào)解范圍 ，連續(xù)調(diào)節(jié)，功率因數(shù)?可調(diào)。電壓波動和閃變改變率滿足國標及用戶要求。測量精度：級性能指標：1高性能控制單元：控制系統(tǒng)采用主控器、副控器組合的控制方式，主控芯片與副控芯片均采用目前最先進的專用數(shù)字控制器。將的數(shù)字信號處理能力與 的邏輯處理能力相結(jié)合，組成高速度、高精度、高穩(wěn)定、高可靠、功能強大的控制核心。2先進的控制算法：控制系統(tǒng)采用瞬時無功理論、先進的快速傅里葉變換監(jiān)測實際工況，將經(jīng)典控制算法與模糊控制算法相結(jié)合，提供多套控制策略，控制單元可以根據(jù)實際工況實時變換控制策略，將系統(tǒng)的性能發(fā)揮到 最 佳 狀 態(tài)。3高質(zhì)量磁控電抗器：采用最新理論設(shè)計，使鐵4溫度及工作損耗大為降低。的生產(chǎn)，采用優(yōu)質(zhì)硅鋼材料，高性能銅材料繞制，高強度絕緣處理，與國內(nèi)著名電抗器生產(chǎn)企業(yè)合作，定點加工，嚴格執(zhí)行公司的生產(chǎn)標準，使產(chǎn)品具有高度可靠性。4強大的系統(tǒng)保護：充分考慮系統(tǒng)可能出現(xiàn)異常狀況，采用分級，多層次，全方位的綜合保護策略，將系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)控，對異常狀態(tài)分別進行預警、指示、報警、保護等處理，使系統(tǒng)在復雜工況下可安全可靠 運 行 。、可將系統(tǒng)的功率因數(shù)提高止 ，同時能夠有效抑制系統(tǒng)電壓波動、電壓閃變，結(jié)合電容補償支路，可以有效降低系統(tǒng)的諧波水平成果先進性：型電壓動態(tài)無功補償裝置根據(jù)自動控制器對系統(tǒng)的無功功率取樣，自動調(diào)節(jié)磁控電抗器的晶閘管控制角，改變鐵心的磁導率，使電抗值連續(xù)可調(diào)，從而實現(xiàn)無功平滑補償。設(shè)備核心構(gòu)件磁控電抗器特點主要為：1可靠性磁控電抗器不需要外接電源，完全由電抗器的內(nèi)部繞組來實現(xiàn)自動控制。通過控制可控硅晶閘管的導通角進行自動控制，可實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，實現(xiàn)柔性補償。2經(jīng)濟性a采用低電壓可控硅控制，正常運行時無需承受高電壓、大電流、采用自然冷卻即可，投運后可實現(xiàn)免維護，磁控本體壽命可以達到年。、磁控電抗器結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，基礎(chǔ)投資大大壓縮。c 自身有功損耗低，僅為 的3安全性.低壓可控硅作為調(diào)節(jié)裝置，可控硅不容易被擊穿，運行穩(wěn)定可土mm。可控硅動作，整流控制產(chǎn)生的諧波不流入外交流系統(tǒng)。即使可控硅或二極管損壞，磁控電抗器也僅相當于一臺空載變壓器，不影響系統(tǒng)其他裝置的運行。4響應速度型動態(tài)無功補償裝置響應速度最快，能夠?qū)崟r跟蹤系統(tǒng)中無功的變化，保證功率因數(shù) 以上，使系統(tǒng)中的無功不過補償和欠補償，滿足供電部門的考核，改善電能質(zhì)量。5通訊功能控制器具有強大的通訊功能，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控監(jiān)控6設(shè)備保護磁控電抗器溫度過熱保護、單只電容器噴逐式熔斷器保護、電容器支路三相不平衡保護。作用意義：能夠降低生產(chǎn)成本、減少投資、改善設(shè)備的利用率?？梢詼p少線路壓降、改善電壓質(zhì)量電力網(wǎng)的電壓損失。能夠提高電力網(wǎng)的傳輸能力、提高能源的利用率、降低電力成本、增加經(jīng)濟效益。填寫說明：本項應包括下列內(nèi)容①任務來源應寫明計劃項目的計劃名稱，計劃外的應說明是橫向或自選題目；②應用領(lǐng)域和技術(shù)原理；③性能指標，包括合同要求的主要性能指標和實際達到的性能指標；④與國外同類技術(shù)的比較；⑤成果的創(chuàng)造性和先進性；⑥作用意義＜直接經(jīng)濟效益和社會效益）。推廣應用前景與措施型電壓動態(tài)無功補償裝置在龍口港"2^站的應用已經(jīng)取得了非常顯著的效果，對提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平起到了重要的作用。它可靠性高、堅實耐用、免維護，使用壽命不低于 年，提高功率因數(shù)，保障供電質(zhì)量安全。目前隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展， 型電壓動態(tài)無功補償裝置將會龍口港普及。再未投入 型電壓動態(tài)無功補償裝置時，系統(tǒng)功率因數(shù)為左右，當投入 型電壓動態(tài)無功補償裝置時，功率因數(shù)為左右，因為視在功率與有功功率成以下關(guān)系：<P所以當在傳送一定有功功率的條件下p越高所需視在功率越小，而當有功負荷一定時若功率因數(shù)值越大無功負荷就越小充分發(fā)揮了發(fā)、供電設(shè)備的生產(chǎn)能力提高了經(jīng)濟效益。填寫說明：包括推廣應用的范圍、條件、前景以及存在的問題和改進的意見。主要技術(shù)文件目錄和來源一1、《MCR型電壓動態(tài)無功補償裝置原理簡介》孫曉飛2、《動態(tài)無功補償裝置的應用現(xiàn)狀》任丕德，陳柏超填寫說明：指按照規(guī)定要求申請鑒定單位必須遞交的主要文件和技術(shù)資料。主要科研人員名單序號姓名性另1」出生年月技術(shù)職稱文化程度工作單位對成果創(chuàng)造性貢獻1欒濤男1969.1高級項目師研究生動力分公司提出項目設(shè)想和研究內(nèi)容及技術(shù)指導2徐剛男技師中專動力分公司負責組織項目實施及技術(shù)指導3王立學男1960.2中級項目師本科動力分公司負責組織項目實施及技術(shù)指導4李振男171.9項目師本科動力分公司負責項目具體設(shè)計及實施5李剛男1963.7技師中專動力分公司負責項目的實驗。6劉智勇男1962.8技師中專動力分公司負責項目的實驗7石森男1975.11高級技師中專動力分公司負責項目的實驗9劉學兵男技師中專動力分公司負責項目的實驗10苗延林男1988.12助理電氣項目師本科動力分公司負責項目的實驗11任柏林男1978.5技師中專動力分公司負責項目的實驗12王以凱男1981.11技師中專動力分公司負責項目的實驗13王峰男1989.6中專動力分公司負責項目的實驗14楊明男1989.5中專動力分公司負責項目的實驗

鑒定委員會名單序號鑒定會職務姓名工作單位所學專業(yè)現(xiàn)從事專業(yè)技術(shù)職務簽名123456789101112131415創(chuàng)新提案立項申請表項目名稱型電壓動態(tài)無功補償裝置創(chuàng)新類別〈分市場、技術(shù)、管理、文化）技術(shù)起止時間申請人〈單位、團體或個人）動力分公司主要參姓名性別主要職務單位徐剛男經(jīng)理安技部劉智勇男副經(jīng)理安技部、外線班李剛男副經(jīng)理安技部