一種提高供電系統考核點功率因數的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵企業供電技術領域。
【背景技術】
[0002]大型鋼鐵企業乳鋼、電爐的沖擊負荷，對電能無功的需求是非常可觀的。系統中這種作用于磁電轉化的無功能量如果不能滿足沖擊負荷，必然導致電壓的波動及功率因數的降低。為了補償這種沖擊負荷造成的無功動態的消耗，SVC被廣泛應用且效果明顯，它工作在全補償狀態，動態跟蹤負荷的無功變化而實施補償，理論上使本系統無功供給達到平衡，該系統母線側達到功率因數為I的理想狀態。但對于一個較大的供電系統而言，各種用電負荷集于一身，SVC只在局部范圍發揮無功補償平衡的作用。整個系統無功仍顯不足，而且一些政策對考核點功率因數提出更高的要求，涉及到經濟利益，因此需要充分發揮各種無功源的補償作用，向大系統做貢獻，盡可能的提高考核點的功率因數。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是在SVC裝置濾波電容器組設計容量有富裕，而負荷機組無功功率消耗又往往達不到設計最大容量的前提下，如何提高系統考核點的功率因數。
[0004]本發明的技術方案:一種提高供電系統考核點功率因數的方法，通過調整靜止式無功動態補償裝置的控制參數，使靜止式無功動態補償裝置向上級供電系統倒送無功功率。從而提高上級供電系統考核點功率因數。
[0005]所述靜止式無功動態補償裝置由高壓電抗器、濾波電容器組構成；高壓電抗器由控制器、電壓互感器、可控硅閥組、高壓斷路器、高壓電抗器和2個電流互感器組成；
第一電流互感器連接在1kv母線上，第二電流互感器連接在高壓電抗器和可控娃閥組之間；
控制器分別連接電壓互感器、第一電流互感器、可控硅閥組、第二電流互感器；
電壓互感器一端連接1kv母線，另一端連接控制器；
可控硅閥組分別連接第二電流互感器、控制器、高壓斷路器；
高壓斷路器一端連接1kv母線，另一端連接可控娃閥組；
濾波電容器組由3個濾波電容器組成，每個濾波電容器由高壓斷路器、濾波串聯電抗器和濾波電容器串聯而成；其中高壓斷路器的一端連接1kv母線，另一端連接濾波串聯電抗器。
[0006]調整靜止式無功動態補償裝置的控制參數，是通過控制器自動調整可控硅開關導通時間，調整控制器控制角，即減少一個周波內可控硅的觸發導通時間，使靜止式無功動態補償裝置向上級供電系統倒送無功功率。
[0007]本發明利用鋼鐵企業裝備SVC的條件，結合實際負荷對無功的消耗情況，使SVC改變常規完全補償狀態，調整成過補償狀態，使無功富裕量倒送上級系統，使考核點功率因數有10% — 20%的提高。本發明能在同等行業供電運行單位中借鑒和應用。
【附圖說明】
[0008]圖1是某大型鋼鐵企業典型供電系統圖。
[0009]圖1中，總降壓站兩趟電源1#和2#是功率因數的考核點，在每趟電源所帶負荷的下級終端分別帶:1#電源終端帶煉鋼沖擊負荷及靜止式無功動態補償裝置SVC及其它負荷.’2#電源終端帶乳鋼沖擊負荷及靜止式無功動態補償裝置SVC及其它負荷；SVC為無功動態補償裝置。
[0010]圖2是靜止式無功動態補償裝置的原理接線圖。
[0011]圖2中，I一一電壓互感器，2—一電流互感器，3—一可控硅閥組，4一一高壓電抗器，5 尚壓斷路器，6 濾波串聯電抗器，
7 濾波電容器，8 控制器。
[0012]圖3是無功功率平衡原理圖。
[0013]圖3中，00為波動負荷。
[0014]圖4是本發明全補償狀態無功補償曲線。
[0015]圖5是本發明過補償狀態無功補償曲線。
[0016]圖6是電抗器電流有效值隨控制角a =0時，無延時觸發，電流完整正弦波圖。
[0017]圖7是電抗器電流有效值隨控制角α =某較小值時，略微延時觸發，電流大部分正弦波圖。
[0018]圖8是電抗器電流有效值隨控制角α進一步增大時，進一步加大延時觸發，電流正弦波比例進一步減少圖。
【具體實施方式】
[0019]某大型鋼鐵企業典型供電系統如圖1，總降壓站向一個乳鋼系統和一個電爐系統供電，且分別來自不同的兩趟電源。這兩趟電源就是功率因數的考核點，要求在0.96以上。這兩趟電源又同時帶有其它負荷，即總降壓站是一個較大的供電系統。其一趟電源帶的電爐系統配備一套SVC，另一趟電源下級變電帶乳鋼系統，也配備一套SVC。我們希望電源考核點源點功率因數很高，理想為1，就是需要滿足下列條件:
兩套SVC對本系統負荷(電爐和乳鋼)無功功率補償后，向大系統貢獻的無功功率分別是Qsvcl、Qsvc2,大系統無功功率總需量是
Qa，總降壓站從電源上級系統吸收的無功功率為(?，滿足:
Q總-(Qsvcl+Qsvc2) =Qft
當Qft非常小接近零時，此時考核點功率因數達到最理想。
[0020]因此要有Qsvcl、Qsvc2兩個無功功率貢獻量，且這兩個量越大，貝Ij Qia越小。通常SVC運行于完全補償狀態，即無功功率在電爐煉鋼、乳鋼系統內部自動達到供需平衡，對大系統無功功率的貢獻為零。如果利用SVC現有條件，通過調整參數，使其工作在過補償狀態，就可得到一定量的Qsvcl、Qsvc2。
[0021]如何得到這兩個無功功率貢獻量，首先需了解SVC工作原理。
[0022]圖2所示，母線接負載沖擊負荷，靜止式無功動態補償裝置的控制器探測母線電壓、電流及電抗器電流進行無功功率計算，輸出控制可控硅開關，調節TCR電抗器電流，實現無功功率調節。
[0023]所述靜止式無功動態補償裝置由高壓電抗器TCR、濾波電容器組FC構成。
[0024]高壓電抗器由控制器、電壓互感器、可控硅閥組、高壓斷路器、高壓電抗器和2個電流互感器組成。
[0025]第一電流互感器連接在1kv母線上，第二電流互感器連接在高壓電抗器和可控硅閥組之間；
控制器分別連接電壓互感器、第一電流互感器、可控硅閥組、第二電流互感器；
電壓互感器一端連接1kv母線，另一端連接控制器；
可控硅閥組分別連接第二電流互感器、控制器、高壓斷路器；
高壓斷路器一端連接1kv母線，另一端連接可控娃閥組