SVC无功补偿技术在济钢热连轧的应用

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静止型动态无功补偿装置(SVC)在轧机系统中的应用

静止型动态无功补偿装置(SVC)在轧机系统中的应用

静止型动态无功补偿装置(SVC)在轧机系统中的应用作者:王长波车正军金蔓辰来源:《中国科技纵横》2014年第05期【摘要】文章介绍了静止型动态无功补偿装置(SVC)原理,论述了SVC在轧机系统中的应用情况。

【关键词】 SVC TCR FC 电容器电抗器1 系统概述电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。

在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,并且可以避免造成过大的电压降,这就是无功补偿。

东北特钢集团大连基地环保搬迁项目扁钢轧机平辊驱动为两台容量分别为4200kW的同步电机,立辊驱动为四台容量分别为400kW的三相异步变频电机,辅传动(主要是辊道)驱动为三相异步变频电机,三台热锯主电机为480kW的三相异步变频电机。

变频调速的电机是典型的非线性负荷,在运行过程中会产生大量的谐波和谐间波向电网渗透,主传电机在轧制过程中还会产生无功冲击,造成电压波动和闪变,负荷的功率因数也较低,增加了供配电系统的损耗。

为减轻这些不利影响,满足国家有关电能质量标准的要求,需要在10kV母线装设一套静止型动态无功补偿装置(SVC)。

2 SVC动态补偿原理2.1 SVC动态补偿基本原理为了消除电网污染和降低电网损耗,改善电能质量,通常需采用动态无功补偿的办法。

本系统TCR+FC型SVC这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量,其中TCR部分采用相控电抗器+晶闸管阀组+全数字控制器+热管风冷系统形式,FC部分采用3、5、7、11次4条支路形式,SVC装置由FC装置、TCR装置及监控计算机系统三部分组成。

如图1所示,SVC装置由TCR及FC两部分组成。

(1)FC回路兼顾滤波及提供容性无功功率QFC。

TCR+FC型SVC系统在石横特钢的应用

TCR+FC型SVC系统在石横特钢的应用

T C R+F C型S V C系统在石横特钢的应用随着现代化建设的不断发展,电力供电也在不断进步。

钢铁行业作为电力消耗大户,其能源的使用效率也成为当前能源工作的关键。

本文主要介绍了一种新型的静止无功补偿设备——T CR+F C型S V C系统并在石横特钢中实际应用。

该系统具有小体积、高效率、调节精度高、响应速度快等优点,能够有效地提高电网的稳定性和电力质量,降低线损和电力损耗,提高电源利用效率。

关键词:静止无功补偿(T S C)、T C R+F C型SV C系统、线损、电力质量、电能效率介绍:静止无功补偿(T S C)是电能工业中一项极为重要的技术手段。

随着电力系统的不断进步,被广泛应用于电力、石化、钢铁、化工、矿山等大型行业。

钢铁行业作为我国经济支柱之一,其电能的供应和使用效率显得尤为重要。

静止无功补偿的基本原理是近似于对电力网的模拟,采用电容戒电抗器补偿方法实现对电力网中无功电能的补偿,从而减少电力系统的功率损耗,提高电力质量。

而在市场上主要应用的静止无功补偿设备则为静止无功发生器(SV G)和静止无功补偿装置(S VC)。

T CR+F C型S V C系统是近年来新研发出来的一种静止无功补偿设备,它将晶闸管电阻(T C R)技术和脉冲电流技术(F C)结合,在控制T C R的同时控制电极的绝缘度,可以快速并准确地对电力网进行无功补偿。

而在静止无功补偿设备之中,T CR+F C型S V C系统则具有响应速度快、体积小、效率高、稳定性强等优点。

这种无功补偿技术在钢铁行业中应用非常广泛,已经成为静止无功补偿的主流产品之一。

钢铁行业的生产过程中,电炉炉水装置常常会对线路导致谐波干扰,这种谐波会对电网带来不良影响,严重时会影响电网的稳定性。

而T CR+F C型S V C系统可以有效地消除这种谐波干扰,降低电网线损和电力损耗,解决钢铁行业电炉的过电压问题,从而提高了电能的利用效率。

同时,T C R+F C型SV C系统还可以降低设备的漏电流,提高线路的安全性与稳定性,增强电力质量与可靠性。

SVC动态无功补偿在安钢1780mm热连轧当中的应用

SVC动态无功补偿在安钢1780mm热连轧当中的应用

如 图 2所示 , 系统 工作点。负荷工作 时产生 感性无 A为
功 Q, 厂补偿 装 置 中的 电容 器 组 提 供 固定 的容 性 无 功 Q , 般 c一
情况下后 者大 于前 者 , 多余 的容 性无 功 由 T R平 衡。当用 C 户负荷 变化时 ,V S C控制系统调节 T R电流从 而改 变 Q C 2 值 以跟踪 , 实时抵消负荷无 功 , 动态维持系统的无功平衡 。 T R装置的组成和工作原理如 图 3所示 。 C T R的基本结构是两个反并联 的晶闸管和 电抗器 串联。 C
2 1 工 作 原 理 .
S C称为 “ V 静止 型动 态无 功补 偿器 ” 主 要用 于补 偿用 , 户母线上 的无功功率 , 这是通过连续调节其 自身无功 功率来 实现 的。用 表示系统总无功 功率 , 为用 户负荷 的无功
提高轧机利用 率及 电能 质 量 , 3 V母 线上 设 置 了一 套 在 5k S C无 功补偿装置 , V 该装 置采用的是 固定 电容 一晶闸管控 制
包括 一台粗 轧机 和七 台精 轧机 , 主 传 动电 机粗 轧 机组 为 其 2X 0 W 交交 同步 电机 , 轧机 组 F .4为 90 0k 75 0k 精 1F 0 W, F 一6为 80 0k F 5F 0 W, 7为 75 0k  ̄ 0 V。控制 系统 采用西 门子 SM D N I A Y D全数字 3 2位处 理器组成的矢量控制交 一交变频 调速 系统 , 来实现对 电机稳定 可靠 高性能的调速控制 。 全部设备均接入 3 V母 线 I段 和 Ⅱ段 与上级 电 网相 5k 连, 由于轧机及其附属设 备的 特殊 负荷 性 能 , 电网造成 了 给 母线电压低 , 功率 因数低 , 电网电压畸变等不 良影 响 , 因此 为

SVC在炼钢系统的设计应用

SVC在炼钢系统的设计应用

SVC在炼钢系统的设计应用摘要:本文基于炼钢事业部一台220t大型LF炉,在炼钢期间电炉变压器对电网产生电压波动、功率因数降低、高次谐波电流和三相不对称(负序)电流等问题,为解决上述问题,提出了一套静止型无功补偿装置SVC,介绍了SVC的设计方案、工作原理、系统组成及运行维护特点。

关键词:静止无功补偿器(SVC)、功率因数、TCR、故障分析引言炼钢事业部220t电弧LF炉前变压器容量为40MVA,由110kV母线经50MVA主变降压至35kV母线供电。

LF炉在冶炼过程中会对电网带来如下危害:(1)三相负荷电流严重不对称。

(2)电压波动和闪变。

由于电炉变压器随机运行在开路–短路–过载状态,产生很大的有功和无功冲击负荷,引起供电母线电压波动,影响周围用户的电压质量,也给电网的稳定带来不利影响。

(3)功率因数低。

运行过程中由于变压器和短网会消耗大量无功功率,电弧炉功率因数很低,整个冶炼期间的平均值一般不超过0.75,严重时接近0.1,需要从电网吸收大量无功,增加电网损耗,降低电网电压水平。

(4)产生大量的高次谐波电流。

由于电弧电阻的非线性,会产生频谱较广的谐波电流,给电网带来谐波污染。

为保证冶炼过程稳定、节能,提高电炉的生产效率、保证电炉供电设备和关联用电设备的安全运行,在四总降50MVA主变35kV母线上设置一套TCR型动态无功补偿装置(SVC),可全面改善电炉系统用电质量;SVC具有的分相补偿功能,可以消除电弧炉造成的三相不平衡,滤波装置可以控制功率因数,使其保持在0.95-1.00之间。

1SVC方案设计1.1SVC容量确定补偿后的功率因数目标值为0.98,SVC装置补偿容量为:取,式中K是电炉过负荷倍数,取1.6;P为电弧炉运行期间平均有功功率,单位MW;分别是补偿前后110kV公共母线的功率因数角;取0.70,ST1为电炉变压器额定容量,单位MVA;是降压变压器消耗的无功功率,值为2Mvar。

svc在冶金企业中的应用

svc在冶金企业中的应用
1 轧机、 电弧炉 负荷 特征 及其对 电网的影 响
轧机 电动机多数采用可控硅变流器供 电, 负 荷较大 , 负荷 的变化速度快 、 变化幅值 大 , 是重复 冲击性 的 , 具有 一 定 的周期 性 , 如鞍 钢股 份 2 1 5 0 热 连轧 电气设备的安装容量为 1 6 0 M W, 计算负荷的 有功功率为 8 8 M W, 无功功率为 3 4 M V・ A, 冲击功 率为 7 9 MW。 与轧机 负荷一样 , 电弧炉也具有负荷容量大 的特 点 , 与 轧 机 负 荷 不 同 的 是 电弧 炉 负 荷 变 化 没 有规律 , 由于电弧炉在融炼期间电极经常短路 , 电 弧不稳 定造 成 电流 波动 剧烈 , 而且 电流严重 失 真。因此与轧机 比起来 , 电弧炉给电力 系统带来 的影 响更加 严重 。 般来讲轧机 、 电弧炉负荷引起的问题主要 包括 电压 闪变 、 电流与电压谐波 、 功率因数低 、 不 对称 、 频率波动等 。这些 方面的问题主要会引起 以下几 个方 面 的危害 : ( 1 ) 电压波动与 闪变造成电网电压质量下降 , 严重影响其他用户的用电安全。 ( 2 ) 电压与电流谐波引起电力系统谐振 , 产生 过电压 、 过 电流导致设备 绝缘击穿 、 损坏与烧毁 。 般而言 , 轧机负载的谐波以奇次谐波为主 , 电弧 炉负载 的谐 波则奇 次谐波和偶 次谐波都 比较严
谐波 S V C补偿 装置
原理及应用效果 。
【 关键词】 轧机 负荷 电弧炉 负荷
Ap p l i c a t i o n o f S t a t i c Va r Co mp e n s a t o r( S VC) i n t h e Me t a l l u r g i c a l P l a n t

SVG动态无功补偿装置在高线轧钢生产线的应用

SVG动态无功补偿装置在高线轧钢生产线的应用
第3 5卷
第4 期
电力 电容器与无功补偿
P o we r C a p a c i t o r& R e a c t i v e P o w e r C o mp e n s a t i o n
Vo l _ 3 5 No. 4 Au g .201 4
2 0 1 4年 8月
前景 。
关键 词 :静止 同步补 偿 器 ( S V G) ; 动 态无 功补偿 :高线
中 图分类 号 : T M7 6 1 . 1 文献标 志码 : A 文 章编 号 : 1 6 7 4 . 1 7 5 7 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 2 6 . 0 6
Ap p l i c a t i o n o f S VG Dy n a mi c Re a c t i v e Po we r Co mp e n s a t i o n De v i c e i n Wi r e Ro d
术 经 历 了 3代 , 第 1 代 为饱 和 电抗 器 ( S R) , 与 同
O 引 言
随着 电力 电子技术 的广泛应 用 , 电力 线路 、 电 力 变 压器 以及 用 户 的用 电设 备 使 电力 系统 存 在
a d v a n c e d d y n a mi c r e a c t i v e p o we r c o mp e n s a t i o n me t h o d , i s u s e d wi d e l y i n i n d u s t r i a l a n d mi n i n g
S V G动态无功补偿 装置在 高线轧钢 生产 线的应用
段 海雁 , 段 海兵
( 天 津 市 先 导倍 尔 电气 有 限公 司 , 天津 3 0 0 3 0 0 )

SVC装置在1800炉卷轧机中的应用

SVC装置在1800炉卷轧机中的应用

SVC装置在1800炉卷轧机中的应用摘要振石集团东方特钢50万吨不锈钢炉卷轧机生产线装设了保定三伊电力电子有限公司的静止型无功补偿装置(SVC),该装置可以校正系统功率因数、滤除谐波电流、平衡三相系统、减小电压闪烁,本文介绍了SVC的设计方案和控制策略。

在大量数据测量的基础上,对补偿前后的功率因数和滤波效果进行了比较和评价。

该法为解决三相不对称负荷的平衡化补偿问题提供了工程实例,有利于今后工作的推广和改进。

关键词静止型无功补偿装置(SVC);电能质量;谐波;轧机;功率因数1前言振石集团东方特钢50万吨不锈钢炉卷轧机工程主要用电设备有:一座步进式板坯加热炉,一架立辊轧机,一架四辊可逆粗轧机,一架四辊炉卷轧机,地下卷取机及中板精整线设备等;辅助用电设施有:高压水除磷泵,水循环系统,液压润滑系统等。

全厂总计算负荷为39800KW,自然功率为0.775。

其中主要负荷为:炉卷轧机12000kW,两台粗轧机分别为6000kW;切头飞剪2000KW,还有立辊主传动等其它负荷。

由于炉卷轧机电机容量比较大,在轧制过程中,会产生较大的无功冲击负荷,从而造成较大的电压波动。

并且由于炉卷轧机大部分为交交变频调速负荷,将产生大量的谐波电流,从而引起10kV母线上的电压总谐波畸变率和注入电网的谐波电流均超出国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》中所规定的限制和允许值。

如不采取措施,高次谐波电流会对电网产生公害,危及电气设备的安全运行,以致损坏变压器、电动机及电容器等。

同时,电压波形的畸变也会造成变流装置调节系统紊乱,甚至使设备不能正常运行。

综合考虑上述因素,在10kV母线安装一套SVC(静止型动态无功补偿装置)。

该装置投入使用后,10kV母线上总电压畸变率和注入电网的谐波电流量低于国标所规定的限值即允许值,并将10kV母线的功率因数提高到0.95以上。

2SVC方案设计2.1SVC容量确定1800mm可逆轧机无功最大冲击发生在咬钢加速度段,随着轧制速度升高,无功逐渐减小,有功逐渐增大,在额定转速或以上轧制时,有功及无功比较接近。

SVC无功补偿装置在宁波钢铁供电系统中的应用

SVC无功补偿装置在宁波钢铁供电系统中的应用

收 稿 日期 : 2 0 1 6 . 0 6 . 1 6
功 率 要 进 行 适 当 的调 节 来 与 其 适 应 , 达 到 两 个 感性 无
自动 化 应 用 i 2 0 1 6; 1 l 期 l 2 4
电 力 专 栏
黪 |
功 的总 和与 滤 波 器 组 的总 无 功 功 率 相等 的 目的 。
压波动 , 提高 系统 的稳定 极 限值 , 抑 制 电压 崩 溃 , 提 高 系 统 的三 相 平衡 化 。 T C R 的电流 通 过控 制 可控 硅
阀体 的触 发 角来 实 现控 制 。 T C R型 S V C基 本 原 理 如 图
1所 示
Q a + Q 咖( ) = Q n ( 2 ) 式中 , Q 为 负 载无 功功 率 , 通 常 为感 性 的 , Q 代 ( )
晶 闸管 阀 由 两个 晶 闸管 反 并 联 后 串联 而 成 , 每层 阀 组设 有 阻 容 吸 收 回路 、 均压 回路 、 故 障 自诊 断 系 统 、 B O D保 护 。 晶 闸 管 阀 采 用 冗余 设 计 ( 1 8 + 2 ) , 其中 2 层
2宁波钢铁 S V C系统介绍
时 会 使 线 路 过 热 甚 至 发 生 火 灾 。谐 波 对 电 机 的 影 响
T C R
图 1 T C R型 S VC基 本原 理 图
T C R 电 流 中的基 波 分 量 计 算公 式 为 : , I — ( 2 , r r 一 2 e t + s i n 2 o t ) , ' I T≤ ≤盯
线 电压 。
理论 分 析 表 明 , T C R 电 流 中 含 有 较 多 的 谐 波 分 量 。在 设 计 谐 波 滤 波 器 的 时候 必 须 考 虑 这 些 谐 波 的 存
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中 图分 类 号 : TM7 2 1 文献 标 识 码 : A
Ap ia i n o VC n Ho t i ilo i an I o nd S e lGr u Co Lt plc to fS i tS r p M l fJ n r n a t e o p . d YANG n TU a —i, He g, Yu nj MENG n — u Qig y ( t ti l f i a r na d S e l o p C . d, a 5 1 1, h n o g, ia Ho rp Milo J n nI o n te u o Lt jin n 2 0 0 S a d n Ch n ) S Gr
MVA,1 0 k 3 V , 一 1 V/ 5 k Ul 2— 1 .5 , 一 0 U1 。一
3 k 母线 5V
泰 妻 : 喜
图 1 S VC 系 统 主 接 线 图
F g. SVC M a n c n c i n i 1 i o ne to
1 , 。 . ) 9 U 一 一6 5 与上 级 电网相 连 , 由于轧机 及
摘要 : 阐述 了 济 钢 热 连 轧 生 产 线 为 了 降低 轧 机 轧 钢 时 产 生 的 无 功 冲击 、 波 电 流 等 对 电 力 系 统 和用 电 设 谐 备 造 成 的影 响 而 采 用 S VC无 功 补 偿 技 术 。通 过 分 析 运 行 中 的 S C 无 功 补 偿 系 统 对 电 网 电 能 质 量 的改 变 情 V 况 , 出 了 在 S C无 功 补 偿 系统 投 入 运 行 后 对 抑 制 电压 波 动 、 制 谐 波 电 流 、 高 系 统 功 率 因 数 等 都 起 到 了 得 V 抑 提 明显 的 改 善 和 提 高 作 用 。 关 键 词 : 止无 功补 偿 装 置 ; 静 固定 电 容 器 一 闸管 控 制 电抗 器 ; 机 ; 晶 轧 电能 质 量
p we u l y o rq ai t
1 引 言
济钢 热连 轧 生 产线 共 有 7台轧 机 , 中 1台 其 粗轧 机 , 电机额 定 功 率 为 2 0 w ; ×7 0k 6台精 轧 0 机 , 4台电机 的额定 功率 为 7 0 k , 2台电 前 00 w 后 机额 定功率 分 别 为 6 0 W 和 5 0 W 。轧 机 0k 0 0 0 k 主传 动 系统采 用 了全 数 字 交 交 变频 装 置 , 些 设 这 备均 接人 3 V 母 线 进 而通 过 2台主 变 压 器 ( 5 5 k 7
近 不但 不能 够起 到滤 波 作用 , 而会 引起 谐 波 与 反
率 因数低 等 。因此 , 了提 高 轧 机 的利 用 率 及 电 为 能质 量 , 两 段 3 v 母 线 上 分 别 装 设 了 2套 在 5k
S VC装置 , 装 置 采 用 的是 固定 电容 一 闸 管 控 该 晶 制 电抗 型无 功补 偿器 ( C—T R) 式 , F C 型 工程 主 接 线 图如 图 1所示 。
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电气传动

2 O 年 第 3 O8 8卷 第 3期
E E TR C D I 2 0 V 13 N . L C I R VE 0 8 o. 8 o3
S VC无 功补 偿 技 术 在 济 钢 热 连 轧 的应 用
杨 恒 , 元 吉 , 庆余 屠 孟 ( 南钢 铁 集 团总公 司 热连 轧厂 , 东 济 南 2 0 0 ) 济 山 5 1 1
其配 套设备 特 殊 的负 荷 特 性 , 电网带 来 了许 多 给
不 良影响 , 如 : 诸 母线 电压 波动 大 、 波 电流大 、 谐 功
2个 并 联 谐 振 点 分 别 在 4次 和 6次 谐 波频 率 附
近 , 造成这 2 频率 附 近 的某 次旁 频 电流放 大 。 会 个
如 果采 取 常规 的滤波支 路 则在 4次 和 6次谐 波附
adp n owerf c o s i pr ve . a t ri m o d
Ke r s sa i v r c mp n a o ( ywo d : t t a o e s t r SVC);i e a a i r ( C) t y it r c n r l d r a t r TCR); l; c f d c p ct x o F 一 h r o o to l e c o ( s e mi l
tc nq ewa p l d t o ti l o in nIo n te o p Co Lt. An lz d tep we u l yo e h iu sa pi oh tsrp mi fJ a r n a d S e l e l Gr u . d ay e h o rq ai f t
t ea p id S h p l VC , a i d t a e VC sp ti t p r t n,t e v l g l c u t n e we c n f h twh n S n i u n o o e a i o h o t e fu t a i ,h r nc c r e t a o a mo i u r n
Ab t a t I r e o r d c h n l e c f d e p we sr c :n o d r t e u e t ei fu n eo l o ri a t a mo i u r n n ee tia y t m VC i mp c ,h r n cc r e to lc rc ls s e S
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