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技術文章
大中型泵站無功補償裝置的選擇 實際應用案例分析
2018-09-11
第1 代產品的缺點是無功補償不能連續可控 , 不能與補償要求較好協調配合 , 會出現過補償或欠補償情況; 反應慢(一般為百毫秒以上) ; 可能發生諧振和諧波電壓放大問題; 損耗大; 占地面積大 ; 補償效果差 , 其將逐漸被SVC 及 SVG 所替代。其優點是價格低廉。
大中型泵站無功補償裝置的選擇 實際應用案例分析
大中型泵站工程電氣設計中經常涉及到電動機啟動、無功補償的問題。通過多年的工程實踐 , 對電動機常用的直接啟動、變頻器啟動、自耦變壓器啟動、電抗器啟動、變壓器抽頭啟動、熱變電阻啟動、磁控電抗器啟動及開關變壓器啟動等方式及第 1 、2 、3 代無功補償裝置的選擇進行了技術經濟方面的分析比較，提出了一些個人觀點,供同行探討。關鍵詞：電機啟動，無功補償裝置，比較，選擇.
輔助啟動方式
水資源利用及需求也發生著很大的變化，對水的需求也在雖然輔助啟動方式較多，但對大中型泵站工程而言，快速增加，各種形式及規模的調水工程也日益增多。由于可能采用的方式主要有變頻器啟動、熱變電阻啟動、磁控調水規模逐漸增大，泵站的裝機規模也在增大，所采用的電抗器啟動及開關變壓器啟動方式。其各自的優缺點主要大中型機組也越來越多。我國在以往的泵站設計過程中已 簡述如下。積累了較為豐富的設計經驗，如國標 GB/ T50265《泵站設計規范》、行業標準 SL430《調水變頻啟動方式在技術上具有很多其它方式不可比擬的工程設計導則》、SD204 《泵站技術規范》等。但由于近優點，如設備靜止，維修方便，可不受啟動次數限制。并有關新技術的快速發展及在水利 且它的啟動電流倍數可調，可以在限流 (啟動電流不超過電來泵站規模的快速增大工程上的應用 , 對以往的一些技術問題的處理也在發生著一定的變化。現就常遇到的電動機啟動、無功補償裝置選擇問題作一簡要介紹 , 以便在類似工程設計中給予關注。
無功補償裝置選擇
在泵站工程中,如果采用異步電動機組,就有可能需要設置無功補償裝置無功補償裝置現有多種類型 , 但發展至今按核心組成 ,主要可分為 3 代 :
第 1 代 , 即是*早水利水電工程設計開始使用的分組有級投切的 , 主要有 FC ( Fixed Capacitor) 、MSC/ HVC ( Mechanically Switched Capacitor ) 、 MSR (Mechanically Switched Reactor) 及調壓型等;
第 2 代是繼第 1 代之后開始使用的無級可調型 , 主要有 TCR ( Thyristor Controlled Reactor) 、TSC ( Thyristor Switched Capacitor ) 、MCR (Mechanically Controlled Reactor ) 及 TCT ( Thyristor Controlled Transformer) 型等 , 還有采用兩者的混合型裝置 , 如 TCR + TSC、TCR + FC、TCR + MSC 等 , 一般統稱為 SVC ( Static Var Compensator) ;
第 3 代 , 是近幾年在國內開始規模使用的更具優良性能的無級可調型的 SVG (Static Var Generator) 。
其各自的優缺點簡要如下:
第1 代產品的缺點是無功補償不能連續可控 , 不能與補償要求較好協調配合 , 會出現過補償或欠補償情況; 反應慢(一般為百毫秒以上) ; 可能發生諧振和諧波電壓放大問題; 損耗大; 占地面積大 ; 補償效果差 , 其將逐漸被SVC 及 SVG 所替代。其優點是價格低廉。
第2 代的 SVC 優點是技術性能優于第 1 代; 無功補償連續可控 , 可與補償要求協調配合 , 不會出現過補償或欠補償情況; 反應速度比第 1 代快(一般為 40～60 ms) ; 損耗低于第 1 代; 占地面積一般較第 1 代小 ; 補償效果好于第 1代。其缺點是價格高于第 1 代較多 ; 可能會產生諧波及諧振和諧波電壓放大等問題。第3 代的 SVG 優點是技術性能是目前*優的 , 其代表著無功補償技術的發展方向 ; 無功補償連續可控 , 并自動隨時跟蹤無功情況 , 可與補償要求更好的協調配合 (即可補容性無功 ,也可補感性無功) , 可使電網運行在*佳狀態 ;反應速度比第 2 代更快(小于10 ms) ; 損耗比第 2 代更低(比 SVC 約低 1 %) ; 占地面積比第 2 代更小 ( 一般為 SVC 的 20 %～50 %) ; 不會產生諧波及出現諧振和諧波電壓放大等問題 , 并且還可根據要求配置消除背景諧波等功能; 補償效果比第 2 代更好 ; 維護量較 SVC 小。其缺點是價格要高于第 2 代 , 但隨著晶閘管價格的下降 , 其價格也逐步走低(初期時，價格會有成倍的差別 , 現在的差別已基本不超過30%) , 特別是小容量SVG 已與SVC基本持平,甚至會倒置。
綜上所述 , 第 3 代的 SVG 在技術上具有明顯的優點 ,
但其造價在現階段要高于 SVC。第 2 代的 SVC 技術方面不
如SVG 先進 , 但其有著多年成熟運行經驗及大量使用業績。第 1 代分組有級投切的方式會逐漸退出 , 被 SVC 及 SVG 所替代。SVG 在無功補償領域代表著發展方向 , 其應用會越來越多。現階段在工程中采用哪種方案要根據工程具體情況進行技術和經濟比較選擇確定。
大中型泵站工程電氣設計中經常涉及到電動機啟動、無功補償的問題。通過多年的工程實踐 , 對電動機常用的直接啟動、變頻器啟動、自耦變壓器啟動、電抗器啟動、變壓器抽頭啟動、熱變電阻啟動、磁控電抗器啟動及開關變壓器啟動等方式及第 1 、2 、3 代無功補償裝置的選擇進行了技術經濟方面的分析比較，提出了一些個人觀點,供同行探討。關鍵詞：電機啟動，無功補償裝置，比較，選擇.
輔助啟動方式
水資源利用及需求也發生著很大的變化，對水的需求也在雖然輔助啟動方式較多，但對大中型泵站工程而言，快速增加，各種形式及規模的調水工程也日益增多。由于可能采用的方式主要有變頻器啟動、熱變電阻啟動、磁控調水規模逐漸增大，泵站的裝機規模也在增大，所采用的電抗器啟動及開關變壓器啟動方式。其各自的優缺點主要大中型機組也越來越多。我國在以往的泵站設計過程中已 簡述如下。積累了較為豐富的設計經驗，如國標 GB/ T50265《泵站設計規范》、行業標準 SL430《調水變頻啟動方式在技術上具有很多其它方式不可比擬的工程設計導則》、SD204 《泵站技術規范》等。但由于近優點，如設備靜止，維修方便，可不受啟動次數限制。并有關新技術的快速發展及在水利 且它的啟動電流倍數可調，可以在限流 (啟動電流不超過電來泵站規模的快速增大工程上的應用 , 對以往的一些技術問題的處理也在發生著一定的變化。現就常遇到的電動機啟動、無功補償裝置選擇問題作一簡要介紹 , 以便在類似工程設計中給予關注。
無功補償裝置選擇
在泵站工程中,如果采用異步電動機組,就有可能需要設置無功補償裝置無功補償裝置現有多種類型 , 但發展至今按核心組成 ,主要可分為 3 代 :
第 1 代 , 即是*早水利水電工程設計開始使用的分組有級投切的 , 主要有 FC ( Fixed Capacitor) 、MSC/ HVC ( Mechanically Switched Capacitor ) 、 MSR (Mechanically Switched Reactor) 及調壓型等;
第 2 代是繼第 1 代之后開始使用的無級可調型 , 主要有 TCR ( Thyristor Controlled Reactor) 、TSC ( Thyristor Switched Capacitor ) 、MCR (Mechanically Controlled Reactor ) 及 TCT ( Thyristor Controlled Transformer) 型等 , 還有采用兩者的混合型裝置 , 如 TCR + TSC、TCR + FC、TCR + MSC 等 , 一般統稱為 SVC ( Static Var Compensator) ;
第 3 代 , 是近幾年在國內開始規模使用的更具優良性能的無級可調型的 SVG (Static Var Generator) 。
其各自的優缺點簡要如下:
第1 代產品的缺點是無功補償不能連續可控 , 不能與補償要求較好協調配合 , 會出現過補償或欠補償情況; 反應慢(一般為百毫秒以上) ; 可能發生諧振和諧波電壓放大問題; 損耗大; 占地面積大 ; 補償效果差 , 其將逐漸被SVC 及 SVG 所替代。其優點是價格低廉。
第2 代的 SVC 優點是技術性能優于第 1 代; 無功補償連續可控 , 可與補償要求協調配合 , 不會出現過補償或欠補償情況; 反應速度比第 1 代快(一般為 40～60 ms) ; 損耗低于第 1 代; 占地面積一般較第 1 代小 ; 補償效果好于第 1代。其缺點是價格高于第 1 代較多 ; 可能會產生諧波及諧振和諧波電壓放大等問題。第3 代的 SVG 優點是技術性能是目前*優的 , 其代表著無功補償技術的發展方向 ; 無功補償連續可控 , 并自動隨時跟蹤無功情況 , 可與補償要求更好的協調配合 (即可補容性無功 ,也可補感性無功) , 可使電網運行在*佳狀態 ;反應速度比第 2 代更快(小于10 ms) ; 損耗比第 2 代更低(比 SVC 約低 1 %) ; 占地面積比第 2 代更小 ( 一般為 SVC 的 20 %～50 %) ; 不會產生諧波及出現諧振和諧波電壓放大等問題 , 并且還可根據要求配置消除背景諧波等功能; 補償效果比第 2 代更好 ; 維護量較 SVC 小。其缺點是價格要高于第 2 代 , 但隨著晶閘管價格的下降 , 其價格也逐步走低(初期時，價格會有成倍的差別 , 現在的差別已基本不超過30%) , 特別是小容量SVG 已與SVC基本持平,甚至會倒置。
綜上所述 , 第 3 代的 SVG 在技術上具有明顯的優點 ,
但其造價在現階段要高于 SVC。第 2 代的 SVC 技術方面不
如SVG 先進 , 但其有著多年成熟運行經驗及大量使用業績。第 1 代分組有級投切的方式會逐漸退出 , 被 SVC 及 SVG 所替代。SVG 在無功補償領域代表著發展方向 , 其應用會越來越多。現階段在工程中采用哪種方案要根據工程具體情況進行技術和經濟比較選擇確定。