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SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置

产品概述

在电力系统中，电网运行的安全性、可靠性和经济性非常重要。快速、合理地调节电网的无功功率，对电网的稳定和系统电压的调节，对合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。近年来，随着冶金、石化、电气化铁路、风力发电等行业的飞速发展，以及电网规模的不断扩大，各种用电设备接入电网消耗大量的无功，无功不足和电压波动、闪变的问题日益突出。我公司的SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可有效解决上述问题，确保电力系统的安全、稳定运行。

产品主要适用于如下行业：

冶金、石化行业

钢厂的轧钢机：大容量无功功率冲击，变化频繁快速，功率因数很低，会导致母线电压下降很厉害，严重时会导致跳闸，影响正常安全生产和其他用电设备的运转。SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可以完全解决以上问题，可以快速及时响应，提高功率因数到0.98 以上。

炼钢厂的电弧炉、钢包精炼炉：都是采用电弧发热的原理，在进料时负载波动很大，导致电压不稳定， 功率因数低，谐波大。SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可以快速响应、平滑动态及时补偿无功波动并可分相调节，可以设置2、3、4、5、6 次谐波滤波通道，将谐波限制在国家标准范围内。

化工冶炼厂的电解铝炉、感应熔铝炉等设备：工作时对电网产生严重无功冲击、电压波动、低功率因数、谐波污染、三相不平衡等不良影响。SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可实现补偿和谐波滤波治理，使其满足国家标准，稳定电压，提高功率因数。

电气化铁路

电气化铁路中的大容量牵引变电站，电气化列车运行通过时产生大容量的无功功率冲击。由于电气化列车通过后负荷变小，这样车来车往，无功波动频繁，造成功率因数低和电压波动频繁，且伴随有谐波污染、三相负载不平衡等问题。SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可补偿无功和谐波滤波治理，使其满足国家标准，稳定电压，提高功率因数。

风力发电场

由于风电场风力变化频繁的自然特点，导致风力发电机发电功率的波动很频繁。目前应用较广泛的异步风力发电机，需要吸收一部分感性无功来建立磁场，可以通过并联电容器来满足，但是普通投切型固定容量补偿电容器不能满足风机随风力变化的频繁无功波动的要求，有时电容器满足不了的情况下，风机会向电网吸收无功功率，导致上级电网功率因数降低，电压也会波动。

SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置可以动态快速响应，平滑线性补偿，防止了无功倒流，稳定电压，使其满足国家电网公司的标准。还可以减少风机无功电流损耗，提高风机发电容量。

煤矿

MCR 型SVC 可以提高中大型提升机等用电设备引起的低功率因数，抑制谐波。大型煤矿主要的问题是系统起动的无功冲击很大，产生危害系统运行安全的谐波电流，导致系统运行效率降低，能源消耗巨大。SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置通过补偿系统的功率因数，抑制电压波动和闪变，滤除谐波电流，能有效解决上述问题，大大提高了系统效率，为客户降低了能源消耗和生产投入，保证了系统用电的安全与可靠。

 

工作原理

SMSVC系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置由固定的补偿（滤波）支路（FC）和磁控式电抗器（MCR）组成。磁控式电抗器MCR通过改变耦合于高压主回路的低压直流电流的大小，快速、平滑无级的调节主回路的阻抗、从而改变主回路中感性无功电流的大小，配合并联于母线上的电容器，达到补偿母线无功功率的需求，动态响应和提高母线的功率因数，同时达到稳定母线电压的功能；通过适当的选择与配套电容器串联的电抗器参数，即可在对基波进行补偿的同时，对各次谐波进行滤除。

如下图所示，根据负荷的用电性质，磁控式电抗器、固定补偿支路（或3次、5次、7次兼高通滤波支路）接在3-35kV 母线上，构成的补偿系统对母线进行无功补偿。MCR的控制部分通过采集系统母线电压、负载电流和MCR支路电流模拟量信号，经过控制算法的计算，得出可控硅触发角，经光电转换生成模拟量给定信号，形成控制可控硅导通角的触发脉冲，再将信号进行整形放大，对可控硅的导通状态进行移相控制，就可以改变电抗器无功功率QL的值，以补偿负载无功功率的冲击，如当负载无功功率QF 突然增大时，磁控式动态无功补偿控制装置控制可控硅的触发导通角，使其减小，使控制回路的电流增大，输出的无功功率减小，这样负载的无功功率的恒定部分由补偿（滤波）支路补偿，而变动部分由磁控式电抗器调节，以保证母线输入的无功功率QS=QF+(QL-QC)保持恒定（设置为零或者一个较小值），从而稳定系统电压，减少功率损耗，提高功率因数，达到动态无功补偿的目的。

SMSVC装置由控制保护监控系统、磁控电抗器、电容器组及各种附件组成。

控制保护监控系统

基于DSP的阀控实现数字控制信号的并行处理，动态响应快、控制精度高，实现了实时控制量的计算；系统抗干扰能力强，保护可靠；微机实现监控SMSVC晶闸管的运行状况，及时报警与保护，使设备运行可靠；控制系统通过测量、比较、放大、移相触发环节，按控制策略产生晶闸管所需要的触发脉冲，控制其触发角大小，调节补充电抗器的电流，达到所需要的无功功率；整套控制保护监控系统具有较强的抗干扰能力；控制灵活，可实现三相同时控制、分相控制和三相平衡化等多种控制方式；具备远方操作和自动化系统接口功能，可以实现无人值守。

磁控电抗器

磁控电抗器是可控电抗器中的一种，其铁芯具有截面积较小的一段，在整个容量调节范围内只有面积较小的一段磁路饱和，其余段均处于未饱和线性状态，通过改变小截面段的磁路饱和程度来改变电抗器的容量。磁控电抗器结构简单，成本低，对于提高电网的输电能力、调整电网电压、补偿无功功率以及限制过电压均有巨大的应用潜力；有环氧树脂干式和油浸式供选，具有体积小、噪音小、谐波小的特点。

FC支路

由电容器、串联电抗器及高通滤波支路所需的电阻器组成，根据系统需要分成2、3、4、5、6 等高次谐波通道，兼可以对基波容性电流补偿，配合磁控电抗器的感性无功补偿，实现对系统无功功率的动态补偿功能。

 

性能特点

n  使用范围广：适用电压等级为3kV～35kV，具备在恶劣环境下的运行能力；

n  技术先进：采取双磁极的极限饱和及动态磁翻转技术，产生谐波小，响应速度快；

n  响应速度快：不同电压等级MCR动态响应时间如下：

电压等级（kV）	响应时间（S）	备注
3/6	0.03	自耦，他励可至0.02S
10	0.06	自耦，他励可至0.02S
35	0.15	自耦，他励可至0.02S

n  损耗低：大容量MCR，损耗小于0.5%，一般可达0.8～1.5%；

n  调节范围大：通过控制可控硅的导通角进行自动控制，可实现连续可调无功，调节范围1%～100%；功率因数连续调，调节范围0.8～0.999；

n  过载能力强：可实现100%过载30秒，40%过载30分钟；

n  可靠性高：MCR 型SVC 最主要的特征就是SCR 安装在低压回路而不直接安装在主回路中，SCR 所需要承受的电压仅为主回路的1%左右，正因如此，MCR 型SVC 具有极高的可靠性。

n  占地面积小：安装方便，设备采用油浸方式，自然冷却，不需要TCR型SVC所需的冷却设备，降低了故障率，减少用地面积；

n  环境污染小：谐波小，对电网无污染，对现有电容器组无不良影响，便于改造场合充分利用现有设备，对环境及人体无电磁污染。

 

产品型号

 

使用环境

安装地点：户内/户外

海拔高度：不超过1000m（＞1000m时降容运行或特殊定制）

环境气温：－10℃～+40℃

月平均最大相对湿度：不超过85%，不凝露

安装地点：垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动

 

执行标准：

 《静止型无功功率补偿装置（SVC）功能特性》          GB/T 20298-2006

《静止型无功功率补偿装置（SVC）现场试验》          GB/T 20297-2006

《高压静止无功补偿装置 第1～5 部分》               DL/T 1010.1～1010.5

《电抗器》                                        GB10229-1988

《并联电容装置设计规范》                           GB50227-95

《电流互感器》                                     GB1208-97

《高电压并联电容器装置订货技术条件》               DL/T604-1996

《变压器和电抗器的声级测定》                      GBT7328-87

 

技术规格

6/10kV油浸式磁控电抗器，三角形接法

产品型号	额定容量（kVar）	额定电压(kV)	额定电流(A)	额定电抗(Ω)	重量（kg）	外形尺寸	轨距(mm)
						长*宽*高(mm)
BKSMC-600/10.5(6.3)	600	10.5 (6.3)	33 （55）	551.3 （198.5）	3060	1780*1750*1870	660*660
BKSMC-800/10.5(6.3)	800	10.5 (6.3)	44 （73.3）	413.4 （148.8）	3850	1950*1810*1950	660*660
BKSMC-1000/10.5(6.3)	1000	10.5 (6.3)	55 （91.6）	330.8 （119.1）	4950	1995*1875*2250	820*1100
BKSMC-1200/10.5(6.3)	1200	10.5 (6.3)	66 （110）	275.6 （99.2）	5500	2650*2500*2450	1070*1070
BKSMC-1500/10.5(6.3)	1500	10.5 (6.3)	82.5（137.5）	220.3 （79.4）	5760	2810*2500*2500	1070*1070
BKSMC-1800/10.5(6.3)	1800	10.5 (6.3)	99 （165）	183.5 （66.2）	6400	2880*2640*2550	1070*1070
BKSMC-2100/10.5(6.3)	2100	10.5 (6.3)	115.5（192.5）	157.5 （56.7）	7400	3270*3100*2600	1070*1300
BKSMC-2400/10.5(6.3)	2400	10.5 (6.3)	132 （220）	137.8 （49.6）	8950	3300*3160*2670	1070*1300
BKSMC-3000/10.5(6.3)	3000	10.5 (6.3)	165 （275）	110.3 (38.7)	9800	3360*3000*2800	1070*1475
BKSMC-3500/10.5(6.3)	3500	10.5 (6.3)	192.5（321）	94.5 (34)	12600	4000*3500*3150	1200*1440
BKSMC-4000/10.5(6.3)	4000	10.5 (6.3)	220（366.6）	82.7 (29.8)	14400	4000*3500*3200	1475*1475
BKSMC-4500/10.5(6.3)	4500	10.5 (6.3)	247.4（412.4）	73.5 (26.5)	15800	4010*3560*3200	1475*1475
BKSMC-5000/10.5(6.3)	5000	10.5 (6.3)	275（458.2）	66.2 (23.8)	17500	4080*3620*3320	1475*1475
BKSMC-6300/10.5(6.3)	6300	10.5 (6.3)	330 （550）	55.1 (19.8)	19600	4200*3700*3500	1475*1475
BKSMC-8000/10.5(6.3)	8000	10.5 (6.3)	440（773.1）	41.3 (14.9)	21600	4320*3750*3500	1475*1475
BKSMC-10000/10.5	10000	10.5	550	33.1	23500	4380*3880*3550	1475*1475

 

35kV油浸式磁控电抗器，三角形接法

产品型号	额定容量（kVar）	额定电压(kV)	额定电流(A)	额定电抗(Ω)	重量（kg）	外形尺寸	轨距(mm)
						长*宽*高(mm)
BKSMC-1500/38.5	1500	38.5	22.5	2965	6960	3060*2820*2620	1070*1070
BKSMC-1800/38.5	1800	38.5	27	2470	7600	3180*3040*2840	1070*1070
BKSMC-2000/38.5	2000	38.5	30	2223	8500	3330*3320*3100	1070*1070
BKSMC-2500/38.5	2500	38.5	37.5	1779	10500	3680*3320*3100	1070*1070
BKSMC-3000/38.5	3000	38.5	45	1482	11000	3800*3500*3150	1070*1070
BKSMC-3500/38.5	3500	38.5	52.6	1270.5	13800	4050*3550*3220	1475*1475
BKSMC-4000/38.5	4000	38.5	60	1111.7	15500	4200*3600*3300	1475*1475
BKSMC-4500/38.5	4500	38.5	67.5	988.2	16900	4350*3800*3400	1475*1475
BKSMC-5000/38.5	5000	38.5	75	880.4	18400	4380*3820*3520	1475*1475
BKSMC-6000/38.5	6000	38.5	90	741.1	21000	4400*3940*3550	1475*1475
BKSMC-8000/38.5	8000	38.5	120	555.8	23500	4520*4050*3580	1475*1475
BKSMC-10000/38.5	10000	38.5	150	444.7	25600	4550*4080*3600	1475*1475
BKSMC-12000/38.5	12000	38.5	180	370.6	29500	5000*4400*3700	1475*1475
BKSMC-15000/38.5	15000	38.5	225	296.5	32500	5400*4500*3750	1475*1475
BKSMC-20000/38.5	20000	38.5	300	222.3	35000	5600*4700*3800	1475*1475

MCR型SVC与TCR型SVC性能比较

比较项目	MCR型SVC	TCR型SVC
响应时间ms	≤20	≤10
晶闸管两端承受的电压	小，无需串联	大，需串联
晶闸管发热	低，无需冷却设备	大，需冷却设备
运行维护	可免维护	结构复杂，维护量大
可靠性	平均无故障运行时间25年	可靠性偏低，晶闸管易损坏
过载能力	可达额定值的1.5倍	无
电磁污染	没有或辐射量小	主电抗器产生辐射，有较大交变磁场
占地面积	小	大

 

订货须知

系统图及参数：设备额定电压、额定电流、运行电压等；

负载设备正常运行时总有功功率及平均功率因数、目标功率因数或正常运行时所需无功补偿容量；

进线方式、使用环境条件、订货数量、发货时间、交货方式、运输方式等；

用户可按我公司提供型号、容量、规格、数量订货，也可提供参数及要求由我公司设计确定规格型号；

安装场地：户内或户外，尺寸；

其它特殊要求。

 

应用案例

工况概述

某电子铝箔生产企业，其1650热轧项目中的直流轧机容量为11850kW，交流负荷为5680kW，直流部分采用的12脉波整流电源，自然功率因数低，仅为0.62左右，且在生产周期内无功波动很大。

解决方案

针对这一工况，通过详细的计算，选用了我公司的SMSVC-9000+6000/10系列磁控式静止型高压动态无功补偿装置，对该系统快速波动的无功进行补偿，同时治理谐波。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1：现场设备全景图

使用效果

图2：装置投运前系统功率因数趋势图

图3：装置投运后系统功率因数趋势图

通过现场测试，装置投入运行后，系统的谐波电流得到较好地抑制，电压畸变率下降至2%以内；无功波动现象得到彻底解决，功率因数基本稳定在0.95左右，整个热轧生产线的电能质量状况较好地满足了用户的使用要求。