李國賢 鞏慶剛

【摘? 要】山東山鋁環(huán)境新材料有限公司前身是山東鋁業(yè)公司水泥廠，熟料產(chǎn)能 220萬噸/年，水泥330萬噸/年。我廠2#立磨電機原設(shè)計配用的無功補償裝置為6KV? 1500KVAR電容補償柜，真空斷路器直接投切控制，投切時電流沖擊較大。2019年3月，實施了SVG新型無功補償技改，補償可平滑調(diào)節(jié)、投切無電流沖擊，運行穩(wěn)定，實現(xiàn)年節(jié)電20.37萬KWH，效果明顯。

【關(guān)鍵詞】補償器;水泥生料;應(yīng)用

1.設(shè)備情況概述

我廠水泥生料制備用立磨為史密斯ATOX45型，臺時產(chǎn)能280T/H，配用高壓電機為6KV 3150KW。原設(shè)計配用的無功補償裝置為6KV? 1500KVAR電容補償柜，真空斷路器直接投切控制，投切時電流沖擊較大（常常達到額定電流的3倍左右）。后來因執(zhí)行避峰填谷用電方式，導(dǎo)致投切頻繁，為安全起見，陸續(xù)停止使用（頻繁的大電流沖擊極易導(dǎo)致電容器損壞）。

經(jīng)過了解，新型靜止無功補償器（advanced Static Var Generatot，簡稱SVG.）補償可平滑調(diào)節(jié)、投切無電流沖擊，運行穩(wěn)定，代表著現(xiàn)階段電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)新的發(fā)展方向，可替代常規(guī)無功補償方式。

2.技術(shù)改造過程

我單位于2019年3月安裝投用SVG裝置一套，用于生料立磨主電機的無功補償。新系統(tǒng)由功率柜（變流器）、電抗柜、控制柜和新的電機開關(guān)柜組成。

將原來的高壓電機開關(guān)柜改為電源柜，通過高壓電纜連接到立磨電機附近的新裝SVG柜、新加的電機開關(guān)柜。新裝置所需的PT信號 、控制合閘操作電源取自原配電室，CT信號取自新加的電機開關(guān)柜。加裝新的電機開關(guān)柜的目的是為了避免立磨電機避峰填谷運行頻繁停送電對SVG裝置的不利影響。

安裝調(diào)試注意事項：要確保系統(tǒng)所需的電壓互感器PT、電流互感器CT 三相正確對應(yīng)，否則將導(dǎo)致系統(tǒng)過流故障報警而無法正常工作。

送電，裝置合閘開機，系統(tǒng)開始運行，但電流以及無功輸出為零;立磨一旦開機，出現(xiàn)無功，SVG系統(tǒng)立即輸出補償電流87—88A。立磨停機時，SVG系統(tǒng)立即停止輸出補償電流。

投運以來，運行穩(wěn)定，滿足工作要求。

現(xiàn)場設(shè)備照片：

改造電路圖：

SVG裝置主回路單線圖：

3.裝置原理特點

SVG是將自換向橋式電路（無功發(fā)生器）通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，將系統(tǒng)電壓整流成直流并保存在一組直流電容器內(nèi)，經(jīng)過一組逆變器將此直流逆變成交流電壓，通過調(diào)節(jié)此電壓的相位和幅值，控制其輸出電流--連接電抗器的電流，使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康摹?/p>

與傳統(tǒng)傳統(tǒng)無功補償裝置相比，有多種運行控制模式滿足需求，恒無功功率、恒功率因數(shù)等;實時跟蹤負荷變化，動態(tài)連續(xù)平滑補償無功功率;既能夠提供容性補償，也能提供感性補償;投切時無暫態(tài)沖擊，無合閘涌流，無需放電即可再投。如右圖所示。

其中，Vs：系統(tǒng)電壓，Vsvg：裝置電壓，R： 連接電抗器的損耗和變流器本身的損耗的等效電阻，X： 連接電抗器的電抗，I：為補償電流。

工作向量圖如下：

原理圖（單相等效）：

4.投入運行情況以及效果計算

依據(jù)現(xiàn)場情況，設(shè)置為恒裝置無功模式。因電機實際無功為1400kVar， 按功率因數(shù)補償至0.97考慮，選用了容量1000kVar的SVG裝置;如果選用1500 kVar 或2000 kVar，隨容量增大則費用更高，而隨裝置容性電流的增加，總電流降低的幅度則逐步減小，因此裝置也就沒有必要繼續(xù)增大。（裝置可以長期可靠工作在不超過1000kVar的狀態(tài)，電流不超額定值、溫升不超即可。）

電機數(shù)據(jù)：

SVG裝置數(shù)據(jù)：高壓動態(tài)有源電力濾波補償裝置，型號JHSVG-1000/3L-6KV? 6KV? 96A? ，山東錦華電力設(shè)備有限公司制造。

運行電流數(shù)據(jù)如下：

裝置運行數(shù)據(jù)：

改造前，原電容補償裝置已經(jīng)停用多年，電機運行在自然功率因數(shù)下為0.828;補償后，功率因數(shù)由0.828提升為0.970，電流平均由264.8A降低為227.8A，降低了線路損耗和變壓器損耗，節(jié)省了變配電容量。

另外，改造后的安全性體現(xiàn)在投切時沒有電流沖擊，可以長期免維護運行。

效益計算：

按無功經(jīng)濟當(dāng)量折算， 970KWAR*0.03KW/KVAR=29.1KW.（無功經(jīng)濟當(dāng)量系數(shù)0.02至0.08，因高壓補償取較低值0.03）。

年節(jié)電：29.1KW*7000H =20.37萬KWH;年經(jīng)濟效益20.37萬KWH*0.65元/KWH=13.24萬元。裝置購置費用29萬元，實際投資回收期為2.2年。（改造前已經(jīng)多年無補償）

5.結(jié)束語

靜止無功補償SVG，代表著現(xiàn)階段電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)新的發(fā)展方向，替代目前常規(guī)電容無功補償方式。SVG裝置技術(shù)先進，動態(tài)補償，噪聲小，運行穩(wěn)定，是電力系統(tǒng)無功補償、諧波抑制設(shè)備的發(fā)展方向，適合大功率高壓電機的無功就地補償和在高低壓配電裝置集中補償。作為普通電容補償?shù)纳壆a(chǎn)品，適宜在大功率設(shè)備上逐步推廣使用。