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传统无功补偿装置存在的风险分析

--访中达电通节能行业产品处经理 周巍

供稿:中达电通股份有限公司 2014/4/11 16:40:05
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     随着中国三十年经济的高速发展,电力电子设备在各行业得以普遍使用,变频电源、整流电源、逆变电源、开关电源、节能灯等典型非线性负载在配电系统中占比越来越高。基于这种现状,传统无功补偿装置在现代配电系统应用中,不但不能有效提升配电系统功率因数、降低系统线损,反而变成主要的故障源。如电容器严重漏油、串抗频繁烧毁、保险损坏爆炸,严重时还会造成系统火灾系统停电等恶性事故。

     以国内某大型船舶制造公司的其中一个船坞配电室传统无功补偿投入前后数据对比为例。通过测试数据可以清晰地看到传统无功补偿对谐波严重放大的情况,投入传统无功补偿装置后:配电系统电压畸变率由4.8%放大到6.5%,超过国标14549-93标准;配电系统电流畸变率由9.5%放大到18.9%,总谐波电流由112A放大到202A;配电系统电流波形由不规则单峰变成双峰,主要放大谐波以5次和11次谐波最为明显。

      配电系统含有大量焊接机和变频控制的空压机等非线性电源,谐波含量较高,在这样的环境下,传统无功补偿装置投入配电系统会导致配电系统谐波含量严重放大,且导致补偿装置元器件频繁烧毁。传统无功补偿装置由于其固有的电气特性不能适应现代配电系统负载需求,而第三代无功补偿装置台达SVG克服了传统无功补偿装置的问题,不但解决配电系统的谐波和无功问题,而且自身作为电流源,有先天规避谐振风险的优势。安全、可靠、低耗的保证了配电系统的持续运营,台达SVG产品替代传统无功补偿装置在配电系统中大面积推广应用必将成为一种趋势。

      台达SVG以大功率电压型逆变器为核心,通过调节逆变器输出电压,使其和系统电压形成可调基波电压差或谐波电压差,从而控制注入系统的无功电流或谐波电流,达到补偿无功和抑制谐波的目的。

       台达 SVG产品特点明显,可以双向无功补偿,既可以补偿容性负载,又可以补偿感性负载,额定容量下可以保证功率因数0.99不波动;针对配电系统主要谐波含量如5次、7次、11次、13次等谐波进行滤除,保证系统谐波含量符合国标14549-93标准;跟踪响应速度快,SVG跟踪负载进行滤波补偿全响应时间小于20ms;精确补偿,消除谐振,SVG滤波补偿完全根据配电负载所需进行精确补偿,不存在过补偿问题,消除了配电系统因容性发生谐振的可能。

       传统无功补偿装置主要部件为电容器或电容器电抗器组,其成本随着经济发展价格呈较为平稳上升。而SVG的核心器件为IGBT和DSP等电力电子元器件,其价格成本是随着材料应用的成熟,价格开始下降,推广应用越迅速,其价格下降将就会越快,两者的交集会快速到来。综合以上特点,SVG产品适应了现代电网配电特征,是完全替代传统无功补偿装置的最先进的第三代无功补偿装置。

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