低壓就地動態(tài)無功補(bǔ)償在吊車群供電中的應(yīng)用探討

低壓就地動態(tài)無功補(bǔ)償在吊車群供電中的應(yīng)用探討摘要：對某鋼廠擴(kuò)建改造工程有關(guān)吊車供電系統(tǒng)改造方案展開討論，為使改造工程量降到最小，節(jié)省投資，供電變壓器滿足增容需要，提高電網(wǎng)功率因素，提出在滑觸線供電處采用就地動態(tài)無功補(bǔ)償裝置減少電壓波動，TSC的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵字：TSC就地動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)踯嚾汗╇?

問題的提出出某工程吊車供電電系統(tǒng)改造中中，因后續(xù)吊吊車負(fù)荷增加加較大，且不不可能增加變變壓器容量和和臺數(shù)，就必必然面臨變壓壓器供電能力力不足的問題題。因此，采采用了增加就就地動態(tài)無功功補(bǔ)償裝置，提提高功率因素素的方案，以以擴(kuò)大變壓器器供電的能力力。改造前吊車供電電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)計(jì)算，見表一一。一期工程吊車負(fù)負(fù)荷計(jì)算Pjs(kW))Qjs(kvaar)Sjs(kVAA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨1193206423830．53626加料跨784135615660．52382表一由上表負(fù)荷計(jì)算算結(jié)果和負(fù)荷荷性質(zhì)，考慮慮到主廠房吊吊車供電要求求的高可靠性性，采用了變變壓器相互備備用的方案，具具體見下圖一一。吊車供配電圖圖一新建的二期工程程，引起加料料跨及鋼水接接收跨吊車臺臺數(shù)和容量增增加很多,根據(jù)廠家提提供的參考資資料,我們對吊車車供電系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行了計(jì)算：：見表二二期工程負(fù)荷計(jì)計(jì)算Pjs(kW))Qjs(kvaar)Sjs(kVAA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨1497258929900．54549加料跨1722297934410．55233表二根據(jù)表二可知，原供電方方案已完全不不能滿足要求求。主要存在在的問題為：：由于擴(kuò)容，變變壓器容量不不夠；由于變變壓器供電線線路電流增大大，引起有功功和無功損耗耗增加。由上述數(shù)據(jù)可知知，擴(kuò)容后原原供電變壓器器2X25000kVA及配電開關(guān)關(guān)及下級配電電開關(guān)和滑觸觸線均不能滿滿足擴(kuò)容后供供電要求。照此，原供電變變壓器及低壓壓配電柜及滑滑觸線全部要要改造，重新新設(shè)計(jì)，而且且變壓器容量量要加大到4000kkVA以上，這樣樣，開關(guān)的短短路容量要求求更高，供電電電纜更多，滑滑觸線全部更更換，施工難難度更大，從從而改造費(fèi)用用巨大，停產(chǎn)產(chǎn)時(shí)間長。根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)結(jié)果，也曾考考慮過在電氣氣室采用低壓壓側(cè)無功補(bǔ)償償方案，由于于電氣室空間間限制和投資資的限制，也也曾考慮加大大變壓器容量量的方案。但但變壓器容量量已選最大，無無法再擴(kuò)容。為了既保證變壓壓器總輸出容容量不增加，又又解決新增設(shè)設(shè)備的供電需需要，經(jīng)過多多方比較、論論證，最后決決定采用低壓壓就地動態(tài)無無功補(bǔ)償方案案。2

無功補(bǔ)償方方案的選擇由于主廠房吊車車負(fù)載存在功功率因素低的的特點(diǎn),主要按以下下幾點(diǎn)確定選選擇方案：1)

能采用就就地補(bǔ)償?shù)牡氐胤奖M量選用用就地補(bǔ)償方方案、就地平平衡負(fù)載無功功功率，以消消除無功功率率對供電系統(tǒng)統(tǒng)的影響，使使整個(gè)供配電電設(shè)施都以較較小電流供電電從而損耗最最?。?)

選用動態(tài)態(tài)補(bǔ)償方式補(bǔ)補(bǔ)償無功功率率，動態(tài)跟隨隨負(fù)載無功功功率變化，不不僅可以使供供電電流減小小，獲得較大大的經(jīng)濟(jì)效益益，而且從根根本上消除了了靜態(tài)濾波器器補(bǔ)償時(shí)網(wǎng)壓壓過高和過低低對設(shè)備的損損壞問題。3)

選用TSSC(晶閘管投切切電容器)補(bǔ)償方式，吊吊車供電負(fù)載載屬于感性負(fù)負(fù)載，采用可可變的容性無無功直接進(jìn)行行補(bǔ)償。基于以上幾點(diǎn)，具具有諧波治理理功能的TSC就地動態(tài)無無功補(bǔ)償方案案是本工程無無功補(bǔ)償方案案的理想選擇擇。2.1

裝裝置主要特點(diǎn)點(diǎn)1)

補(bǔ)償裝置置動態(tài)響應(yīng)時(shí)時(shí)間為15ms，投切時(shí)間10ms。2)

TSC控控制，電流過過零點(diǎn)投切，補(bǔ)補(bǔ)償電容入網(wǎng)網(wǎng)、退網(wǎng)時(shí)電電流均為正弦弦變化，對電電網(wǎng)無沖擊。3)

可靠性提提高。2.2

無無功補(bǔ)償?shù)淖髯饔眉靶阅芴岣吖β室蛩?，減減少供電線路路的輸入的無無功功率，充充分發(fā)揮現(xiàn)有有變壓器容量量。3

TSC動態(tài)態(tài)無功補(bǔ)償裝裝置和其它補(bǔ)補(bǔ)償裝置的區(qū)區(qū)別TCR動態(tài)無功功補(bǔ)償（結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖二），其其原理是通過過改變可控硅硅導(dǎo)通角調(diào)整整感性無功。固固定電容器產(chǎn)產(chǎn)生容性無功功，靠調(diào)節(jié)裝裝置內(nèi)可變的的感性無功同同固定的容性性無功抵消作作用，使補(bǔ)償償裝置輸出大大小可變的容容性無功，其其特點(diǎn)為當(dāng)用用可控硅作為為接通電感的的無觸點(diǎn)電子子開關(guān)元件在在改變其導(dǎo)通通角時(shí)，可獲獲得不低于20ms的響應(yīng)時(shí)間間，并且沒有有電流沖擊。主主要缺點(diǎn)是裝裝置內(nèi)部很大大一部分無功功相互抵消，裝裝置自身損耗耗比較大。所所以，TCR動態(tài)無功補(bǔ)補(bǔ)償雖然可獲獲得20ms的響應(yīng)時(shí)間間，但其結(jié)構(gòu)構(gòu)龐大，造價(jià)價(jià)成本高，比比較適合高壓壓補(bǔ)償。根據(jù)補(bǔ)償理論，低低壓用戶就地地補(bǔ)償從降低低線路損耗和和用戶變壓器器增容方面來來看，都比高高壓補(bǔ)償效益益明顯。國內(nèi)常用的無功功補(bǔ)償裝置為為靜態(tài)無功補(bǔ)補(bǔ)償方式，（結(jié)結(jié)構(gòu)如圖三）此此類裝置價(jià)格格較低，本身身損耗小。但靜態(tài)無功補(bǔ)償償方式的主要要缺點(diǎn)為：1)對波動負(fù)載載不能及時(shí)響響應(yīng)，易產(chǎn)生生過補(bǔ)和欠補(bǔ)補(bǔ)，例如對大大型電動機(jī)啟啟動過程無法法補(bǔ)償，造成成網(wǎng)壓動態(tài)下下降。2)在產(chǎn)生過補(bǔ)補(bǔ)償時(shí)會造成成網(wǎng)壓升高損損壞用電設(shè)備備?？梢娺@種靜態(tài)無無功補(bǔ)償方式式不能達(dá)到和和保持最佳的的補(bǔ)償效果，一一般只適合于于在無功功率率變化不大或或緩慢的場合合。而TSC低壓就就地?zé)o功動態(tài)態(tài)補(bǔ)償裝置的的微機(jī)控制單單元（結(jié)構(gòu)如如圖四）采用用按無功功率率投切電容器器組的補(bǔ)償原原理，只需一一次到位，大大大減少了開開關(guān)動作次數(shù)數(shù)。這種控制制克服了按功功率因素投切切電容器組所所帶來的不利利因素。通常常按功率因素素投切電容器器組需要多次次投切才能找找到合適的補(bǔ)補(bǔ)償容量，開開關(guān)動作次數(shù)數(shù)多，影響了了電容器的使使用壽命，同同時(shí)還不能保保證電壓合格格率。該裝置應(yīng)用的補(bǔ)補(bǔ)償技術(shù)不需需附加緩沖電電感，可控硅硅以10ms速率直接將將電容器投入入電網(wǎng)，降低低了補(bǔ)償裝置置成本。而且且，在電網(wǎng)電電壓高低不同同時(shí)可采用不不同的補(bǔ)償算算法，以確保保不發(fā)生欠補(bǔ)補(bǔ)償和過補(bǔ)償償產(chǎn)生的電網(wǎng)網(wǎng)電壓升高。3.1無功補(bǔ)補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)的確確立安裝在電氣室室變壓器二次次側(cè)水平母線線上可減少動力變壓壓器電力損耗耗，但配出線線路及配出饋饋電開關(guān)及滑滑觸線全部要要改。改造范范圍大，投資資多。安裝在吊車上上直接與電動動機(jī)并聯(lián)這種方式補(bǔ)償效效果最佳，但但投資最貴，而而且現(xiàn)場環(huán)境境惡劣，且安安裝、維修困困難。安裝在現(xiàn)場滑滑觸線電源供供電處現(xiàn)場將按照滑觸觸線電源供電電點(diǎn)數(shù)量增加加控制室以安安裝無功補(bǔ)償償柜，從而減減少線路損耗耗。而且環(huán)境境比較好，容容易維護(hù)保養(yǎng)養(yǎng)。改造范圍圍較小，已實(shí)實(shí)施就是此種種方案。上述用戶側(cè)就地地補(bǔ)償方式可可以使補(bǔ)償在在以前的整個(gè)個(gè)線路的電流流下降，補(bǔ)償償點(diǎn)越接近用用電負(fù)載，其其節(jié)電效果就就越顯著。因此無功功率補(bǔ)補(bǔ)償不應(yīng)僅僅僅局限于高壓壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償償，同時(shí)應(yīng)在在用戶側(cè)進(jìn)行行就地補(bǔ)償。無功補(bǔ)償裝置的的位置布置示示意圖見圖五五。圖五3.2吊吊車無功補(bǔ)償償量的計(jì)算補(bǔ)償量的確定原原則：功率因素達(dá)到00.92以上，裝置置運(yùn)行中不會會出現(xiàn)過補(bǔ)、欠欠補(bǔ)，且個(gè)別別電容器損壞壞后仍能保證證正常運(yùn)行。需補(bǔ)償?shù)臒o功功功率補(bǔ)償量為為:Qc=αP300qc

Qc-需要補(bǔ)償償?shù)臒o功容量量α-平均負(fù)荷系系數(shù)取0.7~00.8

P30-總計(jì)計(jì)算負(fù)荷kW

qc-補(bǔ)償率率

kvaar/kW根據(jù)以上公式可可計(jì)算出需補(bǔ)補(bǔ)償?shù)臒o功功功率及所需補(bǔ)補(bǔ)償裝置將現(xiàn)供電的功率率因數(shù)由0.5提高到0.92，計(jì)算結(jié)果果見下表三：：二期工程負(fù)荷計(jì)計(jì)算Pjs(kW))Qjs(kvaar)Sjs(kVAA)Cos?Ijs(A)鋼水接收跨149763816270．922474加料跨172073318690．922843表三4

結(jié)論根據(jù)表一～表三三及上述計(jì)算算和分析，得得出結(jié)論：增加TSC就地地低壓動態(tài)無無功補(bǔ)償后，利利用TSC就地?zé)o功補(bǔ)補(bǔ)償裝置產(chǎn)生生的容性無功功電流快速、準(zhǔn)準(zhǔn)確地抵消電電網(wǎng)中的感性性無功電流，從從而提高了功功率因素，保保證了供電質(zhì)質(zhì)量，提高供供電設(shè)備