首钢一线材厂线二车间高速线材大修改造时，6kV母线上设计装有6kV、8MvarFF型固定滤波补偿装置，经实测证明，滤波效果良好。但由于首钢一线材的负荷为无功冲击型负荷，其无功波动范围较大，而FC无法自动进行输出无功的动态调节。空载（不过钢）时，无功过补，电压升高；重载（过钢）时，无功欠补，电压降低，电压波动及闪变均超出国标要求，尤其受其它车间负荷变化反映更加强烈。因此，为了平衡系统无功，控制无功冲击从而达到减少电压波动和闪变的目的，需要在6kV母线原有补偿滤波装置的基础上，增加TCR装置，改造为完整的SVC动态无功补偿设备。

　　　　首钢一线材厂高速线材轧机，其电气设备容量大，在生产过程中，对于供电系统产生强烈冲击，其工作周期及功率变化曲线具有以下特点：

　　　　1、对于供电系统的短路容量而言，轧机主传动的单台设备额定容量比效高；

　　　　2、有功和无功功率变化剧烈；

　　　　3、由于无功功率的冲击，供电母线电压波动大，电压闪变严重；

　　　　4、负荷的功率因数低；

　　　　5、产生高次谐波。

　　　　安装静止型动态无功功率补偿器（SVC）可实现如下目的：

　　　　1)提高功率因数，降损节能；

　　　　2)提高电网输送能力和减少电网的配变容量；

　　　　3)改善电压质量，减小电压波动及电压闪变；

　　　　4)控制谐波

　　　　5)可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。

　　　　一、静止型动态无功补偿器（SVC）基本原理

　　　　FC+TCR型静止型动态无功补偿器（SVC）主要由三部分构成，FC滤波器、TCR晶闸管控制电抗器和控制保护系统。FC滤波器用于提供容性无功功率补偿及谐波滤波，TCR晶闸管控制电抗器用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。通过调节晶闸管触发角的大小，控制流过电抗器的电流达到控制无功功率的目的。高压动态无功补偿SVC装置根据负荷无功功率的变化情况，改变电抗器的无功功率(感性无功功率)。即不管负载的无功功率如何变化，总要使二者之和为常数，这个常数等于电容器组发出的容性无功功率的数值，使取自电网的无功功率为常数或为0，即：等于常数（或为0）。终使得电网的功率因数保持在设定值，电压几乎不波动，从而达到无功补偿的目的，以控制负载波动所造成的系统电压波动和闪变。

　　　　二、静止型动态无功补偿器（SVC）系统组成

　　　　1）静止型高压动态无功补偿器（SVC）高压晶体管阀装置：接受来自控制系统的信号，改变晶闸管触发角的大小，产生相应的无功补偿电流。先进的阀体压制技术、卧式安装结构紧凑、运行可靠维护工作量少。

　　　　2）静止型高压动态无功补偿器（SVC）全数字智能控制系统：实时计算电网无功，控制晶闸管触发角的大小，进而控制补偿无功功率的大小。采用高速数字信号处理器DSP的控制系统，可靠性高、实用性强。

　　　　3）静止型高压动态无功补偿器（SVC）电容器及滤波装置：向系统提供容性无功，并控制流经系统的谐波，提高功率因数。电力电容器为组架式安装，自然冷却。滤波电抗器为空芯干式，自然冷却。

　　　　4）静止型高压动态无功补偿器（SVC）补偿电抗器：提供系统所需要的感性无功功率，稳定负载冲击所产生的电压波动。空芯干式，上下双线圈，自然冷却。

　　　　5)采用密闭纯水循环冷却系统，PLC控制压力、湿度、温度等。

　　三、实施方案

　　　　采取在原有固定滤波补偿装置基础上增设TCR成套装置，组成TCR+FC型动态无功补偿装置（SVC）的措施，应用于供电系统，以实现以下目的：

　　　　（1） 提高功率因数；

　　　　（2） 控制电压波动及闪变；

　　　　（3） 滤除高次谐波，控制负序电流；

　　　　（4） 提高电网电压稳定，减少因电压波动大造成固定电容损坏；

　　　　（5） 稳定生产，提高设备利用率。

　　　　它与自饱和电抗器型（SR）、高阻抗变压器型（FC+TCT）等SVC设备相比，具有响应时间快、无级补偿、能分相调节、线性度好、能平衡有功、谐波含量少、使用范围广、并可直接接到高压电网、具有较高的性能价格比等优点。在SVC系统设计容量的确定和FC各次滤波通道的配置过程中，技术人员经过十几次数据采集，并采用国内先进的计算机设计仿真软件计算来确定，使项目设计质量提高得到有效保障。

　　　　晶闸管阀体采用英国DYNES元件，以保证主体设备稳定运行。主回路晶闸管采用6个串联，设计成卧式结构，每相设2个在线备用量，每个晶闸管有一个BOD保护，以保证可靠运行。晶闸管阀体冷却方式采用水-水冷却方式，高纯水冷却TCR阀，具有损耗小、寿命长、噪音小等特点。　　　　TCR的调节控制系统采用西门子公司的Simadyn-D控制器作为SVC装置的核心组件，与国产晶闸管触发系统配套。系统的信息传递采用光缆传送，用电-光-电方式转换，把高电压电器与低压电位器隔离，具有良好的抗干扰能力。

　　　　四、主要技术创新点：

　　　　110KV电站6kV母线同时为线二车间、线一车间供电，而SVC装置只针对线二车间供电系统进行治理，安装位置在线二车间，所有采集信号取自线二车间高压进线柜，由于线一车间短时用电负荷的大幅波动，超出了SVC装置的控制范围，故提出了负荷控制和电压控制两种可供选择的运行方式，该项技术是目前国内静止型动态无功补偿器（SVC）采用的控制方式。该装置投运后，在不同工况下三相电压波动明显减小。线二车间的无功波动受到有效控制，在提高功率因数同时保障了线二车间生产设备不受母线电压波动的影响。功率因数维持在0.95以上，电压控制以在正常工况下维持线二车间母线电压波动范围为控制目标。线二车间供电电压在线一车间停机后会出现超过6500V的情况，加入电压控制目的是限制此种工况下电压过高。对比TCR装置投运前后测试数据，可以发现，不管装置是在负荷控制方式下运行还是在电压控制方式下运行，都使线二车间生产供电质量得到明显的改善。在正常工况下，线二车间母线电压波动被控制到既不影响生产又消除了设备隐患，无功波动显著降低，功率因数维持在国标的限制范围内，有效的保证了整体系统的电能质量。

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