無(wú)功補(bǔ)償及濾波裝置的選擇

1、無(wú)功補(bǔ)償及濾波裝置的選擇無(wú)功功率補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償，在供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。近年來(lái)隨著大量電力電子設(shè)備的應(yīng)用導(dǎo)致電網(wǎng)諧波含量增加，大型設(shè)備的運(yùn)行導(dǎo)致無(wú)功沖擊和電壓閃變，給電網(wǎng)帶來(lái)許多新的問(wèn)題。因此，原有無(wú)功補(bǔ)償?shù)母拍钜巡荒軡M足需要，據(jù)此業(yè)內(nèi)專家提出，把提高系統(tǒng)功率因數(shù)、快速跟隨無(wú)功變化、消除諧波、減少電壓波動(dòng)、提高電能質(zhì)量的統(tǒng)一解決的廣義無(wú)功補(bǔ)償概念。針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償和濾波裝置裝置現(xiàn)有接觸器投切電容器（MCC）、晶閘管投切電容器（TSC）、晶閘管投切電抗

2、器（TSR) 、接觸器投切電抗器（MCR）、晶閘管控制電抗器（TCR）、靜止型無(wú)功發(fā)生器（SVG）、無(wú)源濾波器（FC）、有源濾波器（APF）等多種產(chǎn)品，針對(duì)近年來(lái)快速發(fā)展的靜止型無(wú)功發(fā)生器（SVG）和有源濾波器（APF）進(jìn)行詳細(xì)介紹。SVG 動(dòng)態(tài)無(wú)功發(fā)生電源采用大功率 IGBT 組成的逆變器進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率， SVG 調(diào)節(jié)速度快，響應(yīng)時(shí)間小于 10ms。SVG輸出無(wú)功容量是連續(xù)的，沒(méi)有跳躍階梯式分組補(bǔ)償，補(bǔ)償精度高，能保證功率因數(shù)0.98，它自身不產(chǎn)生諧波，不需要再增加FC的容量；它自身的功耗低，發(fā)熱量小；噪音小；占地面積不大，可以組成柜式結(jié)構(gòu)，便于集中管理。SVG針對(duì)高壓系統(tǒng)分為變壓

3、器降壓結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)紿橋結(jié)構(gòu)。降壓型采用變壓器是把系統(tǒng)電壓（6kV、10kV、35kV）降到1kV適合IGBT安全工作的電壓等級(jí)上，變壓器的容量選擇是SVG容量的1.1倍，D/d接法，低壓側(cè)鏈?zhǔn)紿橋結(jié)構(gòu)即直掛式結(jié)構(gòu)，由多個(gè)IGBT模塊鏈接單元串聯(lián)后直接接入高壓母線，在容量超過(guò)2MVar以上性價(jià)比較有優(yōu)勢(shì)，但無(wú)濾波功能。APF電力有源濾波裝置是一種動(dòng)態(tài)抑制諧波和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功的新型電力電子裝置。由IGBT管構(gòu)成的三相并聯(lián)變流器經(jīng)由串聯(lián)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，負(fù)荷電流通過(guò)電流互感器采集到APF的控制系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)電路將負(fù)載電流中的諧波分量和基波無(wú)功分量分離出來(lái)，經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算，采用PWM最新技

4、術(shù)控制IGBT的觸發(fā)，通過(guò)由大容量IGBT管組成的三相并聯(lián)變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實(shí)現(xiàn)濾出諧波的功能，保證最終流入系統(tǒng)電流是正弦波。另外，該裝置只需改變?cè)O(shè)置方式，改變注入系統(tǒng)的補(bǔ)償電流相位角，就能實(shí)現(xiàn)濾除諧波同時(shí)補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功功率，達(dá)到提高電網(wǎng)功率因數(shù)，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的目的。1）APF受系統(tǒng)電網(wǎng)阻抗變化影響小，消除濾波器與電網(wǎng)阻抗發(fā)生并聯(lián)諧振的可能，克服傳統(tǒng)LC無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)。2)能對(duì)2次50次諧波廣譜補(bǔ)償，克服了傳統(tǒng)的LC無(wú)源濾波需要多組單調(diào)諧濾波支路的缺點(diǎn)。3)當(dāng)補(bǔ)償對(duì)象的諧波電流超出電力有源濾波裝置的額定輸出電流，不會(huì)出

5、現(xiàn)電力有源濾波裝置過(guò)載，保證設(shè)備實(shí)時(shí)安全運(yùn)行。通過(guò)以上論述，可以判斷出SVG主要功能為無(wú)功補(bǔ)償，APF主要功能為濾波同時(shí)可進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。SVG與APF工作原理相同，只是在電抗器的選擇上有所不同，較傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置都有響應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)。但由于此類設(shè)備報(bào)價(jià)較高及客戶認(rèn)識(shí)不足，還未能推廣應(yīng)用。針對(duì)煤礦自然功率因數(shù)低、主副井提升機(jī)無(wú)功沖擊大、電力電子元件的大量應(yīng)用，采用SVG對(duì)無(wú)功補(bǔ)償和APF對(duì)諧波治理是非常有效的，但為降低投資成本且提高補(bǔ)償及濾波效果，可選擇有源濾波與傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償相結(jié)合過(guò)渡模式：SVG+SVC、APF+SVC、SVG+APF、TCS+APF、TCS+FC。以下針對(duì)組合模式進(jìn)行說(shuō)明。1、礦井主變電所，如礦井為立井提升，無(wú)功沖擊較大，諧波含量較高，諧波中含有非特征諧波，可采用APF+SVC、SVG+APF 、SVG+SVC方式，其中消諧采用APF或SVG，無(wú)功補(bǔ)償采用SVC，補(bǔ)償容量按照1:3比例配備。2、礦井其他變電所，如變電所內(nèi)供電設(shè)備變頻設(shè)備容量較小，可無(wú)功補(bǔ)償采用TSC；如電所內(nèi)供電設(shè)備變頻設(shè)備容量較大，可無(wú)功補(bǔ)償采用TSC