李國(guó)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(wàn)噸/年，水泥330萬(wàn)噸/年。我廠2#立磨電機(jī)原設(shè)計(jì)配用的無(wú)功補(bǔ)償裝置為6KV? 1500KVAR電容補(bǔ)償柜，真空斷路器直接投切控制，投切時(shí)電流沖擊較大。2019年3月，實(shí)施了SVG新型無(wú)功補(bǔ)償技改，補(bǔ)償可平滑調(diào)節(jié)、投切無(wú)電流沖擊，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電20.37萬(wàn)KWH，效果明顯。

【關(guān)鍵詞】補(bǔ)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(tái)時(shí)產(chǎn)能280T/H，配用高壓電機(jī)為6KV 3150KW。原設(shè)計(jì)配用的無(wú)功補(bǔ)償裝置為6KV? 1500KVAR電容補(bǔ)償柜，真空斷路器直接投切控制，投切時(shí)電流沖擊較大（常常達(dá)到額定電流的3倍左右）。后來(lái)因執(zhí)行避峰填谷用電方式，導(dǎo)致投切頻繁，為安全起見(jiàn)，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(guò)了解，新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器（advanced Static Var Generatot，簡(jiǎn)稱SVG.）補(bǔ)償可平滑調(diào)節(jié)、投切無(wú)電流沖擊，運(yùn)行穩(wěn)定，代表著現(xiàn)階段電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)新的發(fā)展方向，可替代常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償方式。

2.技術(shù)改造過(guò)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(jī)的無(wú)功補(bǔ)償。新系統(tǒng)由功率柜（變流器）、電抗柜、控制柜和新的電機(jī)開關(guān)柜組成。

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

安裝調(diào)試注意事項(xiàng)：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(duì)應(yīng)，否則將導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)流故障報(bào)警而無(wú)法正常工作。

送電，裝置合閘開機(jī)，系統(tǒng)開始運(yùn)行，但電流以及無(wú)功輸出為零;立磨一旦開機(jī)，出現(xiàn)無(wú)功，SVG系統(tǒng)立即輸出補(bǔ)償電流87—88A。立磨停機(jī)時(shí)，SVG系統(tǒng)立即停止輸出補(bǔ)償電流。

投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足工作要求。

現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)

SVG是將自換向橋式電路（無(wú)功發(fā)生器）通過(guò)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(guò)一組逆變器將此直流逆變成交流電壓，通過(guò)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(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

與傳統(tǒng)傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置相比，有多種運(yùn)行控制模式滿足需求，恒無(wú)功功率、恒功率因數(shù)等;實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化，動(dòng)態(tài)連續(xù)平滑補(bǔ)償無(wú)功功率;既能夠提供容性補(bǔ)償，也能提供感性補(bǔ)償;投切時(shí)無(wú)暫態(tài)沖擊，無(wú)合閘涌流，無(wú)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(bǔ)償電流。

工作向量圖如下：

原理圖（單相等效）：

4.投入運(yùn)行情況以及效果計(jì)算

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)置為恒裝置無(wú)功模式。因電機(jī)實(shí)際無(wú)功為1400kVar， 按功率因數(shù)補(bǔ)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(fèi)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(méi)有必要繼續(xù)增大。（裝置可以長(zhǎng)期可靠工作在不超過(guò)1000kVar的狀態(tài)，電流不超額定值、溫升不超即可。）

電機(jī)數(shù)據(jù)：

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

運(yùn)行電流數(shù)據(jù)如下：

裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)：

改造前，原電容補(bǔ)償裝置已經(jīng)停用多年，電機(jī)運(yùn)行在自然功率因數(shù)下為0.828;補(bǔ)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(shí)沒(méi)有電流沖擊，可以長(zhǎng)期免維護(hù)運(yùn)行。

效益計(jì)算：

按無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量折算， 970KWAR*0.03KW/KVAR=29.1KW.（無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量系數(shù)0.02至0.08，因高壓補(bǔ)償取較低值0.03）。

年節(jié)電：29.1KW*7000H =20.37萬(wàn)KWH;年經(jīng)濟(jì)效益20.37萬(wàn)KWH*0.65元/KWH=13.24萬(wàn)元。裝置購(gòu)置費(fèi)用29萬(wàn)元，實(shí)際投資回收期為2.2年。（改造前已經(jīng)多年無(wú)補(bǔ)償）

5.結(jié)束語(yǔ)

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