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采矿行业应用高压SVG案例
浏览: 发布日期:2020-06-11    文章来源:安徽中电电气有限公司
 

        项目概况: 
        河北省邯郸市某采矿企业现在使用12脉波整流的提升机,提升机的功率为2200W,提升机型号:ZKTD285/56-P。 原始平均运行功率因数0.65,功率因数不达标。该提升机投入使用后,系统谐波电压波形严重畸变,功率因数降到0.6以下。严重不达标。
        通过我司技术人员的现场实测,系统负荷变化很大,属于典型的冲击性负载,谐波严重超标,尤其是11次谐波和13次谐波。综合看来,除了在补偿功率因数,减少利率调整电费的同时还要进行谐波治理。



        技术方案:
        矿山提升机的特点如下:
        1. 功率因数差
        提升功率因数低,自然功率因数在0.2-0.8之间变化,尤其启动阶段功率因数很低,等速段功率因数较高。如采用普通电容器组补偿,在等速阶段会造成大量无功反送,导致电网电压升高,同时无功反送时供电局双向计量,因功率因数低照样罚款。若不补偿,则危及电网电压质量,降低冶炼功率和增加电能损耗,SVG装置具有跟踪速度快、能够补偿三相不平衡负载,占地面积小,因此采用静止性无功发生器是最佳选择。
        2. 无功负荷大且急剧波动
        提升机运行过程中负荷变化非常大,无功急剧波动主要是在“启动期”和“停止期”,从而引起电网电压急剧波动,甚至出现闪变,使灯光和电视机屏幕产生闪烁,引起人的视觉疲劳而烦躁。此外还影响可控硅设备,精密仪表或加工设备的稳定运行,甚至产生质量事故。
        3.  产生大量高次谐波
        提升机运行过程中的电流变化是不规则的,且急剧变化,电流、电压波形都不是正弦波,以11、13、23、25次特征谐波电流量最大,其含量远远超过国家规定值。高次谐波对电网的主要影响是:引起电气设备发热、震动、增加损耗、缩短寿命、干扰通讯、使可控硅误触发、使部分机电保护误动作、使电气绝缘老化损坏等。
        为了使供电系统满足电能质量的相关要求,可装设一套6KV静止动态无功补偿(SVG+FC)
        控制方案及补偿容量的确定
        箕斗井提升机电容器补偿容量计算:
        箕斗井总容量为4760KVA,原始运行平均动率因数为0.65,目标功率因数按0.95,那么计算公式为:
        Q=P (tgΦ1-tgΦ2)
        式中:P一实际运行功率(KW):Φ1一为无功补偿前的功率因数角 ;Φ2一为无功补偿后的功率因数角。
        经计算,并结合测试数据,可设计一套总补偿容量为4Mvar的无功补偿装置安装于负载侧,以满足现场的无功功率补偿的需求。
        根据工程经验和对用电系统的分析,综合考虑用于抑制电压闪变的动态补偿容量和提高功率因数的补偿容量,考虑各支路中滤波电抗器对电容器端电压的提升作用,根据实际情况,最终设计SVG补偿容量2Mvar,FC滤波    回路电容器的基波补偿容量为2Mvar,电容器的安装容量为3.006Mvar。
        采用该SVG+FC形式的无功发生器,可实现无功从0-4Mvar的无极、迅速调节。该形式的无功发生器是针对矿井提升机设计的无功补偿专用产品。



       经济效益分析:
       1) 直接效益
       按照现有负荷平均功率因数为0.55左右计算,如果在电费计量点之前不做任何无功补偿,需要缴纳的利率调整电费比例为35%左右。如果负荷率增长时,功率因数还会进一步降低,力率调整电费进一步增加。安装SVG+FC装置后预计功率因数达到0.95以上,无利率调整电费,很快收回设备投资
        2) 间接效益
提高供配电设备的供电能力,减少增容费用;减少设备故障率,提高生产效率,延长设备使用寿命;提高电压水平,改善运行条件
 
       结语
       目前,静止无功发生器(SVG)采用可关断大功率电力电子器件为基本元件的固体开关替代机械接触点开关,以控制电抗器和投切电容器的形式,快速、频繁地实现运行可靠的无级的无功功率补偿在工业发达国家中已经广发应用于大功率,频繁启用、周期性冲击负荷。适当合理配置,可改善电能质量,并达到节能的目的。
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