1.1.5电磁污染大
TCR采用串联干式空心电抗器,会产生大量电磁污染,对周围人体和设备危害。 1.1.6须专人值守
后期维护量大,需专人值守,与现代工业供电系统的无人值守不相符合。 2.MSVC型动态无功补偿装置的主要组成 1)隔离开关; 2)磁控电抗器(MCR); 3)磁控电抗器专用控制器; 4)磁控电抗器专用保护装置; 5)围栏; 6)控制保护屏; 7)补偿电容器组
2.1MSVC型动态无功补偿装置
该动态无功补偿装置采用磁路并联漏磁自屏蔽和自耦式直流助磁电路的设计技术,使磁控电抗器真正实现了结构可靠、制造工艺简单、产品性能先进,成本低等优良的技术经济指标,解决了目前各类可控电抗器成本高、生产效率低、温升高、噪音大、难以在实际生产中应用等问题。目前,正在将此项技术广泛应用在电网节能、提高电能质量、提高电网运行可靠性和用户用电安全、设备节能等方面,研制开发出应用于不同行业、具有不同功能的新型磁控电抗器成套技术和新产品。
该装置具有输出谐波小、功耗低、免维护、结构简单、可靠性高﹑价格低﹑占地面积小等显著优点,其内部为全静态结构,无运动部件,工作可靠性高,是理想的动态无功补偿、滤波和电压调节设备。
磁控电抗器可以提供1-100%连续可调的无功功率,与电容器组合,就可以提供正负连续可调的无功功率,从而可以更精密、更快速地控制系统电压和无功。由于没有或极少有电容投切带来的冲击和涌流,可以大大提高可靠性与寿命。可以三相分别补偿,尤其适用三相功率不平衡的情况。由于可以提供正负无功功率,既可以在白天提供足够的容性无功,又可以在晚间吸收多余的容性功率,可以有效抑制晚间系统电压偏高的现象。
电容器直连接在系统中,当无功容量需要调整时,通过调整和其并联的可控电抗器来实现,电感与电容产生的无功,方向相反,通过调节电抗器的容量,做减法运算,就可以达到调节无功的目的,是一种新型的SVC。同TCR式SVC相比,其最大的优点是通过低压可控硅来控制高压电抗器的容量,因而具有TCR式SVC远不能相比的可靠性;通过优化设计,在三相系统中可以几乎做到无谐波,不像TCR式SVC必须加装滤波器;由于存在电磁过程,本装置的响应时间要长一些,可以达到响应时间200ms以内,同TCR式SVC的50秒的响应时间已经比较接近,可以适用于绝大多数应用场合。 2.2 MSVC型动态无功补偿装置的特点 2.2.1可靠性高
A、磁控电抗器不需要外接电源,完全由电抗器的内部绕组来实现自动控制。 B、磁控电抗器参与控制的晶闸管只有6只,每只管子两端承受的端电压只有1%~2%的系统额定电压,仅有几百伏,而采用的是耐压6500V的晶闸管,晶闸管不容易被击穿,可靠性高。 2.2.2经济性好
A、采用低电压可控硅控制,正常运行时无需承受高电压、大电流、采用自然冷却即可,投运后可实现免维护。
B、磁控电抗器结构简单,占地面积小,基础投资大大压缩。 C、MCR自身有功损耗低,仅为0.8%。 D、相同容量的装置造价,MCR远小于TCR。 2.2.3安全性好
A、 MCR利用低压可控硅作为调节装置,不需要串、并联,承受电压只有总电压的1%~2%,可控硅不容易被击穿,运行稳定可靠。
B、可控硅处于铁心副边回路,可控硅整流控制产生的谐波不流入外交流系统。 C、即使可控硅或二极管损坏,磁控电抗器也仅相当于一台空载变压器,不影响系统其它装置的运行。
D、接入三相系统的MCR采用△连接,并不是将磁控电抗器取代滤波电容中的串联电抗器,因此与电容器不会产生谐振。当MCR容量与电容器容量相等时,发生并联谐振,等效阻抗为无穷大,相当于从系统中断开。
2.2.4经济优势明显
A、采用低电压可控硅控制,设备投资少,后期免维护。 B、在相同电压下可提高30%的输电容量,降低输电线路的损耗。 C、磁控电抗器结构简单,占地面积小,基础投资大大压缩。
D、磁控电抗器自身有功损耗低,仅为TCR的30%,平均为0.2%-0.4%。
MCR和TCR式SVC技术比较一览表
比较项目 投资 运行方式 MCR式SVC 中 无级调节 (连续) 免维护, 使用寿命25年 5次:≤1%, 7次:≤0.5% 无 平均 0.2%--0.4% 为TCR的1/10 <200ms 150% 无 TCR式SVC 大 无级调节 (连续) 维护量大 5次:6.5%, 7次:3.7% 无 平均0.5%--0.8% 很大,难布置 50ms 无 辐射大量磁场,对人体有危害 可靠性 谐波水平 投切涌流 有功损耗 占地面积 调节时间 过载能力 电磁污染
五、 针对重庆丰都、南宾站采用MCR和TCR的比较
1.项目概况
丰都、南宾站是丰都牵引变、石柱牵引变和沙子牵引变的接入系统变,接入系统的论证是由西南电力设计院(成都)做的,论证的结果是在丰都和南宾站需
分别加装50Mvar的SVC系统,以将牵引负荷引起的系统电压波动降至国标允许的范围内,需要分别增加投资约1177万元。
丰都站和南宾站的情况是:
丰都站 2×180MVA的主变,每台主变配套4组8000kvar的电容器组,共32000kvar的电容器,其中有两组是5%的电抗率,另两组是12%的电抗率;配1组8000kvar的并联电抗。
南宾站2×180MVA的主变,每台主变配套3组7500kvar的电容器组,共22500kvar的电容器,3组都是5%的电抗率;配1组8000kvar的并联电抗。
两个站的每组电容器组和并联电抗器都是通过开关柜跟系统相连的。 2.技术性比较
技术性比较已经在前面有所论述,在这里就不再赘述。
3.经济性比较
由于丰都和南宾站已经配套好了电容器组,故只论证采用MCR和TCR的经济性。
3.1采用TCR需要配置设备和基础设施建设的投资
1)需要建设专门的配电间,安装晶闸管阀组和控制、保护和监控系统屏; 2)需要配置5、7、11、13及高次滤波支路,增加投资和占地;
3)需要配置电抗器和阀组之间的连接电缆;穿墙套管;配置滤波支路与TCR之间的连接电缆;配置TCR与原来电容器组之间的电缆(由于配电间和原来的电容器组之间的距离可能会比较远,故连接电缆投资会比较大);
4)需要配置水冷系统,要求提供洁净水源和占地;
根据以上TCR所需要的配置和基础设施建设及占地,根据TCR及附属设施建设和占地的目前市场价大概200~300元/kvar的价格,丰都站和南宾站共需要4套25Mvar的TCR及滤波装置,共需要投资两千多万,且工程实施复杂,建设和调试周期长。
3.2采用MCR需要配置设备的投资
1)需要配置磁控电抗器成套装置;
2)需要配置磁控电抗器与电容器组之间的连接电缆(由于磁控电抗器采用户外安装,可以与电容器组就近安装,连接电缆比较短);
3)由于磁控电抗器几乎不产生谐波,本身不需要额外配置滤波支路,不由
此产生投资;
4)25Mvar容量的磁控电抗器的外形尺寸是5000mm×5000mm(长×宽),需要配置占地。
根据以上MCR所需配置和占地,丰都站和南宾站共需要4套25Mvar的MCR成套装置,共需投资一千五百万左右,且工程实施简单,建设和调试周期短。
北京国能子金电气技术有限公司 2010.12.31
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