高壓晶閘管投切電容器組

高壓晶閘管投切電容器組

高壓晶閘管投切電容器組是一種典型的柔性交流輸電裝置,該裝置可根據系統實際無功需求和電容器組分組方式,採用瞬時無功理論,小波分析,動態測量計算、組合預判併合理動作,採用大功率晶閘管串聯組成高壓交流無觸點開關,對多級電容器組的快速過零投切,能夠實現無觸點、無涌流、無過渡投切,快速改變其無功出力,為電力系統提供動態容性無功功率。

簡介

電力機車負載可能引起供電網路上的電壓急劇變動,如果此供電電網不夠強大的話(短路容量),為了消除這些變動負載所導致的負面效果,芬蘭電網(Fingrid)在Ostrobothnia靠近Qulaineu附近的Verasaan牽引變電所測試晶閘管控制的無功功率補償系統(Static-var

高壓晶閘管投切電容器組高壓晶閘管投切電容器

Compensator)。此項研發計畫是與芬蘭鐵道部以合作方式進行。
由電力機車負載導致的電壓波動可由此同一電網供電至其它用戶的情況來反應電力的品質。但無論如何,加強電網的容量並非一定具有經濟效益,因為火車僅在通過供電區時方會吸收大量電力。當然,電壓品質的好壞視供電電網短路容量或電壓強度(Voltage Stiffness)而定,所以為提高電壓強度,電力機車牽引變電所從110kV輸電線供電,並以格線化(Meshed)方式運行,但無論如何,這並非經濟的作法。
格線化供電網路使得聯結於兩相間的負載,所引起的電壓不對稱性及電壓波動不至於過大。但當負載量在全國供電網路逐漸增加後,將110kV電網與400kV電網電磁環網運行,在技術上也許可行,在經濟觀點上並非一定可行。因此,在110kV電網必須尋求其它解決方案以便解決由電力機車牽引負載所導致的電壓波動問題。
芬蘭電網的一項研發計畫曾對幾個可行的如何降低電壓波動方案進行研究。在牽引變電所安裝快速靜態無功功率補償系統以供應電力機車牽引負載便是其中一項。
電力機車負載所導致的電壓波動主要是受負載從電網吸取無功功率的影響,如果此無功功率所變動可以利用同步控制補償系統的方法,產生反方向的無功功率予以補償或消除,則電壓的變動將可有效的予以降低。如此的話,即使電力機車負載從弱電網受電,亦不改引起電壓波動的問題。
此研究計畫目前已進展到測試階段:第一套安裝於電氣化鐵道牽引變電所的晶閘管控制無功電力補償系統已經於今年三月底開始商業運行。而此套無功功率補償系統是由Nokian Capacitor Ltd.所設計與製造。
此套無功功率補償系統 在夏季的運轉期間,通過測量予以全程監視,以確定此套設備在實際系統運行中其性能與功能是否完全在掌控中。測量結果可提供電網參數計算的基礎,從中可用來找尋最佳解決方案,如何將因電壓波動所導致的負面影減至最低。

特點

1、採用優質並聯電容器及串聯電抗器組成LC迴路,嚴格控制元件偏差以保證良好的匹配性;
2、為避免元件擊穿時發生相間短路現象,電容器組嚴格按相關國家標準要求採用星形接法;
3、採用全數位化智慧型控制系統實現全數位化液晶顯示,具有聯網通訊功能,可查看時間、運行方式、投切組別、以及每段母線的電壓、電流、功率因數;由微機根據系統所需無功和電容器組容量決定投切方式,達到最最佳化運行的目的;
4、採用光電觸發技術,一次系統和二次系統完全隔離,同時保證觸發信號同期性,導通前電壓取能,導通後電流取能,高低壓電氣隔離,確保全全性能;
5、閥組採用臥式分層結構,便於觀察,利於散熱;單獨布置在一台櫃體中,與電容器組相互隔離,運行安全,維護方便;
6、實時監測每一個晶閘管的狀態,在冗餘範圍內的故障給出報警,超出冗餘範圍則輸出跳閘指令,確保全全,能夠實現故障定位,方便維修。

套用領域

本裝置廣泛套用於機械製造、冶金、礦山、煤炭、化工、自來水、建材、港口、電氣化鐵路等需要無功補償的用戶,降低無功損耗,提高功率因數、增加線路輸電能力,調節系統電壓,平衡三相負荷,改善電能質量,抑制波動衝擊負荷運行時引起的母線電壓變化,有利於暫態電壓恢復,提高系統電壓的穩定水平,提高用戶生產工效,提高產品質量。

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