新风光提供轧钢机电能质量整体解决方案

文:新风光电子2023年第五期

  江苏某不锈钢科技发展有限公司在轧钢机运行时会产生大量无功功率,致使公司进线端功率因数降低,同时快速的瞬时有功、无功功率变化还造成了电网电压的闪变现象。针对现场电网电压闪变抑制情况不理想的状况,最终引入了新风光电子科技股份有限公司开发的SVG装置,满足了现场的补偿要求。

  文/新风光电子科技股份有限公司

  江苏某不锈钢科技发展有限公司主要生产不锈钢中板,由于轧钢机运行时会产生大量无功功率,致使公司进线端功率因数降低,同时快速的瞬时有功、无功功率变化还造成了电网电压的闪变现象。轧钢机的动力电机为直流电机,其前端为电力电子器件组成的不控整流电路,会产生大量的谐波污染,因此整个现场需要进行全方位的电能质量治理,包括无功补偿、电网电压闪变抑制和谐波治理。

  本项目原来设计有无功补偿和谐波治理装置,原装置采用MCR+FC滤波支路的组合补偿方案的综合方式对现场负荷进行补偿,但是由于MCR响应速度有限,对于轧钢机产生的快速无功需求无法实现快速补偿,因此对于现场电网电压闪变抑制情况不理想的状况,最终引入SVG装置满足了现场的补偿要求。

  1 SVG特点

  SVG是目前国内外最为先进的无功补偿装置,这种基于电压型PWM变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件,而是通过电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换,可以按设定的无功性质及大小、功率因数、电网电压等为控制目标运行,动态地跟踪电网电能质量变化调节无功输出,并能实现曲线设定运行,提升电网质量。

  2改造效果

  原配电补偿系统为MCR+FC滤波支路的组合补偿方案,该套补偿装置投入之后总功率因数提高到0.85以上,经过测试,现场普通MCR响应时间至少超过200ms,存在瞬间的无功功率不足现象,电网电压最大电压波动达到1000V,影响了厂内生产效率和生产产品的质量。

变流器

变流器

  SVG运行后无功功率补偿效果较好,无功波动大幅减小,功率因数满足要求。

变流器

变流器

  FGSVG的响应时间低于5ms,最终补偿效果极为出色,电网电压闪变得到了有效控制,根据图8显示与图2相比电网电压明显稳定,电压波动最大最小值不超过400V,与未补偿时的电压差1000V相比已经获得了明显的电压闪变抑制效果。

  3 产品优势

  (1)响应速度更快

  SVG系列产品响应时间:≤5ms。传统无功补偿装置响应时间:≥40ms。SVG产品可在极短的时间之内完成从额定容性无功到额定感性无功的相互转换,这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。

  (2)谐波治理

  SVG不仅不产生谐波,而且同时具备谐波治理功能,在动态无功补偿的同时,可对谐波进行滤除。而SVC中TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波,导致TCR必须与大容量滤波器同时使用。

  (3)电压闪变抑制能力更强

  SVC受到响应速度的限制,其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加,而SVG由于响应速度极快,增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。

  (4)运行范围更宽

  SVG能够在额定感性无功到额定容性无功的范围内工作,所以比SVC的运行范围宽很多。更重要的是,在系统电压变低时,SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。

  (5)补偿功能多样化

  SVG不仅具有快速补偿系统无功的作用,还能够根据用户实际需要,对负荷进行谐波电流补偿、负序电流补偿、综合补偿等。

  (6)占地面积小

  由于无需高压大容量的电容器和电抗器做储能元件,SVG的占地面积通常只有相同容量SVC的50%。

  (7)自身损耗较低

  SVG自身功率较低,其运行效率一般可以达到99.8%以上,极大地节省了用户的电费。

变流器

变流器

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