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1前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用電負(fù)荷的急劇增加，電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量日益受到重視。目前煤礦及有關(guān)企業(yè)無功補(bǔ)償裝置無功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)，使0.4kV配電系統(tǒng)經(jīng)常處在欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償狀態(tài)，還有國家電網(wǎng)正在積極推進(jìn)農(nóng)網(wǎng)改造，改造內(nèi)容主要涉及變壓器、電纜擴(kuò)容以及電能質(zhì)量治理等方面，國家越來越重視電網(wǎng)質(zhì)量的治理，消除諧波，提高功率因數(shù)，建設(shè)智能電網(wǎng)，低壓SVG產(chǎn)品符合國家節(jié)能減排的號召。

2 現(xiàn)場用戶情況

焦化廠在配電系統(tǒng)中，有沖擊性負(fù)載和穩(wěn)定非線性負(fù)載，工作時工作電流嚴(yán)重畸變，穩(wěn)定性負(fù)載一般產(chǎn)生5次、7次、9次、11次、13次諧波，而沖擊性負(fù)載的諧波含量較為豐富，主要諧波為2次~7次，其中3次諧波含量最大,而各種控制電路、儀器、儀表對諧波比較敏感，諧波的大小將直接影響到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。由于焦化生產(chǎn)本身的特殊性，日趨復(fù)雜、惡劣的用電環(huán)境給生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。

焦化廠領(lǐng)導(dǎo)為了治理諧波，凈化電網(wǎng)環(huán)境，提高功率因數(shù)，保證焦化廠正常生產(chǎn)，選用了新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的0.4kV/300kvar SVG（型號FGSVG-L300/0.4-4R）低壓動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，對電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行改善。

2 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R低壓動態(tài)無功補(bǔ)償

以下對新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態(tài)無功補(bǔ)償裝置做一些介紹。

2.1 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R技術(shù)指標(biāo)

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R可以動態(tài)輸出300kvar的感性或容性無功，通過對電網(wǎng)側(cè)的無功檢測，動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)無功，諧波治理，達(dá)到對電壓和功率因數(shù)的控制。

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

2.2 新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)

FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計目標(biāo)，滿足用戶對提高輸配電電網(wǎng)的功率因數(shù)、治理諧波、補(bǔ)償負(fù)序電流的迫切需要，具有以下特點(diǎn)：

（1）模塊化設(shè)計，安裝、調(diào)試、設(shè)定方便。

（2）動態(tài)響應(yīng)速度快，響應(yīng)時間≤10ms。

（3）輸出電流諧波(THD)≤3%.

（4）多種運(yùn)行模式極大的滿足用戶需求，可實(shí)現(xiàn)無功控制，也可實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定控制。

（5）實(shí)時跟蹤負(fù)荷變化，動態(tài)連續(xù)平滑補(bǔ)償無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，實(shí)時治理諧波，補(bǔ)償負(fù)序電流，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。

（6）抑制電壓閃變，改善電壓質(zhì)量，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。

（7）FGSVG電路參數(shù)精心設(shè)計，發(fā)熱量小，效率高，運(yùn)行成本低。

（8）設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

（9）具備擴(kuò)展功能，可實(shí)現(xiàn)SVG+FC聯(lián)合控制功能，智能控制FC或者電容器投切，不需再加額外控制器。

（10）具備故障自動復(fù)位功能，實(shí)現(xiàn)無人值守監(jiān)控。

（11）開停機(jī)無暫態(tài)沖擊，無合閘涌流，無功變化迅速平滑。

（12）保護(hù)功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、光纖通訊故障、單元過熱、不均壓等保護(hù)，并能實(shí)現(xiàn)故障瞬間的波形錄制，便于確定故障點(diǎn)，易維護(hù)，運(yùn)行可靠性高。

（13）可并聯(lián)安裝，極易擴(kuò)展容量。并機(jī)運(yùn)行使用光纖通訊，通訊速度快，能夠完好的滿足實(shí)時補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>

（14）人機(jī)界面友好顯示，對外通訊提供了RS485、以太網(wǎng)等接口，采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議。除具有實(shí)時數(shù)字量及模擬量的顯示、運(yùn)行歷史事件記錄、歷史曲線記錄查詢、單元狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)信息查詢、歷史故障查詢等功能外，還具有送電后系統(tǒng)自檢、一鍵開停機(jī)、分時控制、示波器（AD通道強(qiáng)制錄波）、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。具備GPRS遠(yuǎn)程無線監(jiān)控功能。

（15）與系統(tǒng)連接時，不需要考慮交流系統(tǒng)相序，連接方便。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

FGSVG-L300/0.4-4R動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波裝置的主電路為三相四線制結(jié)構(gòu)，機(jī)架式采用多個單元并聯(lián)，見圖1所示。

圖1三相四線制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

FGSVG系列低壓動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波裝置主要由控制面板、儲能電容、電抗器、IGBT逆變、熔斷器等器件組成。主回路、LCL濾波、IGBT逆變多分布在電路板上。

2.4工作原理

圖2 工作原理示意圖

FGSVG系列產(chǎn)品基本原理就是利用可關(guān)斷的電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，通過變壓器或者電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康模绫?所示。

表2運(yùn)行模式原理表 

3現(xiàn)場應(yīng)用情況

該焦化廠在改造前，經(jīng)測試，該配電系統(tǒng)存在大量諧波且電流波形已嚴(yán)重失真，見圖3和圖4。

圖3 諧波電流

圖4 電流波形失真

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行如圖5所示。本產(chǎn)品不但可以治理諧波還能補(bǔ)償無功功率。

 圖5 新風(fēng)光產(chǎn)品在客戶現(xiàn)場運(yùn)行

本產(chǎn)品已于2016年7月27日成功并網(wǎng)，至今運(yùn)行正常，用戶功率因數(shù)已由0.88提高至0.95，電價已由罰款1%變?yōu)楠剟?.75%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

改造后，測試電網(wǎng)質(zhì)量，THDi已下降至2.6%，且電流波形質(zhì)量已明顯改善，如圖6、圖7所示。

圖6 使用FGSVG后的諧波

圖7 使用FGSVG后的電流波形

4結(jié)論

新風(fēng)光FGSVG-L300/0.4-4R設(shè)備投入一次性投入運(yùn)行，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，用戶非常滿意，不但解決用戶改善電網(wǎng)質(zhì)量，提高功率因數(shù)，而且使電費(fèi)由罰款變?yōu)楠剟睿?jīng)濟(jì)效益非常明顯，新風(fēng)光低壓SVG產(chǎn)品滿足了低壓配電系統(tǒng)中諧波和無功補(bǔ)償?shù)囊螅哂袕V闊的應(yīng)用前景。