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高压SVG充电电路改进设计

发布日期:2018-08-16   来源:《变频器世界》5期   作者:潘子雨   浏览次数:24184
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【摘   要】:为了给现场SVG设备维护带来了方便和安全,减少现场安全事故的发生,降低现场故障率,对SVG充电电路进行改造,采用在SVG充电电路中增加高压断路器和高压隔 离开关的设计,提高了工作效率,增加系统的安全性和稳定性。

 关键词:隔离开关;进线断路器;SVG

AbstractTo reduce site safety accident and decrease site failure rate, promoting SVG charging system,

adding HV circuit breaker and disconnecting switch to SVG charging circuit loop. This design can

improve site working efficiency, and can increase the security and stability of the system.

Key words: Disconnecting Switch; Incoming Circuit Breaker; SVG

【中图分类号】TM564.1 【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330201805-0000-00

1引言

SVG是静止无功补偿发生器(Static Var Generator)的简称,一种为满足动态无功功率补偿要求的,基于IGBT 的动态补偿装置,以维持或控制电力系统特定参数(通常是母线电压或无功功率。SVG无功补偿装置,主要采用瞬时无功功率理论的无功检测方式,以功率因数、网侧电压作为控制目标,动态跟踪电网电能相关指标的变化,并根据变化情况调节无功输出,实现电网的高电能质量、补偿功率因数,解决电网三相不平衡、电压波动等问题,还能滤除一部分谐波,治理闪变。SVG装置主要由控制部分、功率部分和充电部分及冷却装置组成。

2 设计

2.1充电接触器有两个作用

高压SVG充电系统一般由电抗器、充电接触器和充电电阻组成。

充电接触器有两个作用:1、给SVG功率单元充电的作用。当SVG连接高压电时,接触器分闸,电流经过电抗器、充电电阻,给SVG功率单元充电。充电时间由系统的电容值、充电电阻阻值以及运行经验值确定,在实际SVG运行过程中,根据经验SVG充电时间一般取20s

充电时间公式推导如下:


2.2 旁路充电电阻的作用及增加进线断路器和隔离开关

SVG功率单元充电结束后,接触器合闸,旁路充电电阻,电流流经电抗器、接触器。由上可看出,接触器在整个充电过程是不具备分断SVG高压能力的。如果SVG需要检护,必须先分断上级开关柜断路器后SVG方可分断高压,进行维护。有许多现场,申请分断高开柜需要进行层层申请审批流程,给维护人员造成许多不便,如果在SVG电抗器进线端增加进线断路器和隔离开关就可以完全解决上面的难题。增加进线断路器和隔离开关的充电电路图如图1所示:


SVG增加进线断路器和隔离开关后,如果SVG需要维护,则先分断断路器,后分断隔离开关,就可以安全的分断SVG高压,维护人员可以安全进入功率室对单元进行维护工作。因为隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离,以保证检修工作的安全。隔离开关的触头全部敞露在空气中,具有明显的断开点,隔离开关没有灭弧装置,但是需要注意的是隔离开关不能用来切断负荷电流或短路电流,否则在高压作用下,断开点将产生强烈电弧,并很难自行熄灭,甚至可能造成飞弧(相对地或相间短路),烧损设备,危及人身安全,这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。因此,在分断隔离开关之前一定要先分断进线断路器。

3 器件选型

1)电抗器选型。电抗器根据系统特点,选择三相交流电抗器或者单相电抗器,电抗器的电感值需要计算确定。计算公式由以下公式推导出来:



把系统额定电压和系统额定电流代入上式,即可得到电抗器的电感值L,需要注意的是系统额定电压U需要用系统相电压代入,而不是系统线电压,最后得到的L乘以电抗率为实际所需的电感值。电抗率根据实际控制经验一般选取5%或者10%

电抗器的系统额定电压为SVG装置的系统额定电压,额定电流为系统额定电流,对电抗器对流过的谐波含量有一定要求:一般电抗器要求总谐波含量不超过10%,能持续流过23571113次谐波电流,各次谐波电流均按不超过8%的额定电流考虑,其余高次谐波总含量不超过2%,但总电流有效值不大于额定电流。根据实际安装空间要求,电抗器一般选择铁芯开启式电抗器,如果空间较大,也可选择价格较高的环氧树脂浇筑电抗器。

2)断路器选型:断路器具有过载、短路和欠电压保护功能,有保护线路和电源的能力。SVG装置进线断路器一般选择固定式储能型真空断路器。断路器的额定电压跟系统额定电压一致,额定电流一般选择1.6-2倍系统额定电流。合分闸操作电源根据SVG装置系统所能提供的电源类型确定,一般选用DC220V直流电源。

3)充电接触器选型:充电接触器在SVG装置系统中不具备分断高压的能力,主要是用来旁路充电电阻。

4)隔离开关选型:根据SVG的特点,隔离开关一般选择户内隔离开关,一方面不增加户外安装面积,另一方面可以就近操作。隔离开关的额定电压应该选择跟SVG系统额定电压一致,额定电流选择1.6-2倍的系统额定电流。

另外,在设备检修时,隔离开关的主要作用是用来隔离高压电,有明显的断开点,以保证工作人员和设备的安全,为了增加设备安全性,SVG装置一般选择带接地刀闸的隔离开关。真隔离开关和接地开关之间互相联锁(机械联锁),以防止误操作。增加隔离开关的SVG充电柜如图2和图3所示:


4 结束语

本设计主要应用于610kVSVG户内或者集装箱式SVG装置中。此设计在风电、煤炭、光伏发电、地铁和钢厂等现场的SVG装置中得到广泛应用,给维护带来方便,更保障了维护人员的人身安全。

参考文献

[1] 张传喜.马丕良.事故案例分析[J.煤矿安全,2008( 3) : 17 19.

[2] 廉杰.提高煤矿供电安全可靠性思考[J].科技展望,2016,26(18):283.

[3] 廉杰.提高煤矿供电安全可靠性思考[J].科技展望,2016,26(18):283.

[4] 翟聪.动态无功补偿装置SVG技术研究及应用[J].科技创新与应用, 2012.

作者简介

潘子雨 1983- 工程师 辽宁冶金设计研究院有限公司


 
 
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