低成本高低压动态无功补偿滤波装置Word文件下载.docx
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并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命。
动态无补补偿可对任何负载情况进行实时快速补偿，并有稳定电网电压功能，提高电网功率因数，无触点零电流投切技术增加了电容器使用寿命，减小对电网的冲击。
3装置特点
3.1TDC系列动态无功补偿装置系统框图
3.2TDC系列动态无功补偿装置系统特点
●DVT全数字控制单元；
●全数字控制DYS投切控制单元；
●AKMJ系列自愈式电容器；
⏹容量偏差：
0~+3%；
⏹介质损耗：
不大于0.0008（100Hz20℃检验）；
⏹试验电压：
极间2.15Un2s；
极壳间3.6kv2s；
⏹额定频率：
50Hz/60Hz；
⏹允许过电流：
2In；
⏹环境温度：
-10℃~+50℃；
⏹密封性能：
80℃±
2℃，2h无渗漏。
⏹损耗角正切值:
tgδ≤0.0020；
●滤波电抗器；
⏹额定电流运行时温升不超过80℃；
⏹根据用户要求线圈材质选用铝或铜；
⏹平衡度：
0-3%；
⏹线性度：
1.8Ie运行时，L值减小不超过1.5%；
⏹噪音：
额定电流运行≤65DB；
⏹精度：
0-3%。
●选用半导体保护熔断器；
3.3DVT数字控制系统特点
●所有的控制参数能够进行自动和手动设定；
⏹自动设定：
根据自动设定程序及动态无功补偿装置硬件参数，自动设定单步补偿容量、投切步长等参数；
⏹手动设定：
根据自动设定程序及动态无功补偿装置硬件参数，手动设定单步补偿容量、投切步长等参数；
●目标功率因数可自由设定；
●控制模式包括以下模式：
⏹开环控制模式；
⏹闭环控制模式；
⏹外部触发控制模式；
基于外部触发信号；
⏹外部触发+开环控制模式；
●DVT测量值显示
⏹基波电流值
⏹有功功率
⏹无功功率
⏹视在功率
⏹进线电压
⏹电流谐波棒状图显示，最高显示到49次谐波
⏹电流谐波表格图显示，最高显示到49次谐波
⏹电压谐波棒状图显示，最高显示到49次谐波
⏹电压谐波表格图显示，最高显示到49次谐波
●参数保护：
在DVT控制单元背面有一保护开关，在自动运行模式及手动运行模式将参数加锁，禁止修改。
●事件日至功能
记录（系统电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率等）超出设定值最大值的周期时间，可自由设定系统值得大小，可进行复位重新记录。
●测量值打印
将测量值输出至打印机，可以一次或者重复（选定重复打印功能及在设定间隔时间的情况下）打印测量值。
●诊断功能
可以列表显示每组电容器自运行以后的投切次数。
●报警功能
可以记录最后五次报警信息及报警时间。
欠电压：
切掉所有电容器
过电压：
报警信息显示
谐波：
报警继电器输出
投切功率单元超温保护，并提示报警信心
●投切单元功率体温度保护功能
●投切顺序可以按照线性投切方式，见下图
●投切顺序可以按照循环投切方式，见下图
3.4TDC动态无功补偿及滤波装置的DYS投切单元
3.4.1简介
DYS投切单元是一个高性能的无触点开关，是由全数字控制板（DYN-C+DYN-P）控制的两组反并联的晶闸管控制的。
投切单元是由DVT控制器发出投切命令来执行工作的。
它的简单工作原理是通过监测电容器组上的残余电压，使之在没有任何延时时间的前提下快速将电容器组投入到系统中。
序号
结构部件
1
晶闸管
2
冷却风机
3
过热保护器件
4
投切控制板
5
安装固定件
6
阻容吸收装置
7
风机电源端子
8
输入/输出端子
从DVT控制器发出的投切信号，被投切单元DYS的控制板接收后，以最快的响应速度使投切单元的晶闸管导通（响应时间≤20ms）。
投切单元的控制板具有检测单元温度的功能，在投切单元的散热器过热时，强制投切单元退出工作状态，自动关断晶闸管。
投切单元的控制板还具有接收DVT控制器的投切控制信号功能。
同时投切控制板具有手动和自动投切功能的转换，在某些工作状态下，可实现手动投入和切除功能。
3.4.2主回路原理
3.4.3特征和用途
●顺应配输电设备行业模块化，单元化潮流，外形大气，结构紧凑，安装方便，易于维护；
●投切单元采用全数字控制技术,智能化自动控制，动态投切；
●具有过流和过温保护，谐波电流＜10%时，能有效抑制5-13次谐波放大；
●系统响应时间小于一个周波（在外部触发条件下响应时间接近于0ms）；
●采用电流过零点晶闸管无触点投切技术，确保投切时对电网及电容器不产生冲击，延长电容器使用寿命；
●不存在切换次数的限制；
●单步投切容量大，最高可达400kvar；
●电容投切开关可选择无触点型、复合开关型，投切电容无涌流，也适用电容切换接触器。
3.4.4使用环境
●温度：
周围空气温度上限值是+50℃，下限值不低于-10℃；
●湿度：
在温度+20℃时，空气湿度不超过90%，在较低温度时，允许有较高的湿度；
●海拔：
安装地点的海拔不超过1000M；
●环境条件：
无有害气体和蒸气，无导电性或爆炸性尘埃；
●安装地点无剧烈震动及颠簸。
3.4.5适用范围
适用于低压用电单位、场所以及农、城以及工、业电网线路（如冶金，矿山，水泥，机场、港口、汽车制造等行业）。
动态投切单元电流过零触发技术，电容器组投入时不产生浪涌电流，不会对电容器及电子开关等器件造成损伤，延长了电容器、可控硅模块的使用寿命（十年以上）。
同时加快了TDC动态无功功率补偿装置的响应时间，补偿装置从网络检测、运算（控制器部分）到电子开关触发可控硅模块、直至投切电容器组实现无功补偿，总的响应时间≤20ms。
产品相互配套，连接技术充分，安全余量大；
所用元件系知名品牌，更安全，更可靠，更稳定。
4动态无功补偿装置现场使用简单经济效益分析
在TDC动态无功补偿装置补偿后，平均损耗及温升大幅度降低在30%以上，根据产品规格不同，且全线满负荷情况下，吨钢节电量4%~8%。
完全消除供电局罚款，根据当地供电局实际用电指标奖励政策，每月应有一部分奖励，高压侧功率因数COSφ≥0.92。
经济效益分析：
某轧钢厂数据：
年产量：
50万吨
吨钢用电量：
80度/吨
当地电费：
0.75元/度
补偿装置实际容量：
6200KVAR
经验经济效益分析：
年电费节约
无功经济当量通常取0.06～0.1kW/kvar
取值
0.09
补偿容量
kvar
日生产时间（h）
月生产日数（D）
年生产月数（M）
节电量（KWh）
补偿系数
电费单价
（元）
节约资金（万元）
6200
20
25
10
0.8
0.75
￥167.40
以上表格可以看出：
从经验数据分析，该厂在增加动态无功补偿装置后，年节约电费约为：
167.40万元
直接分析经济效益
年产量（万吨）
当地电费（元/度）
成品钢材用电量（度/吨）
年用电量（度）
年度电费（元）
50
85
该厂在没有增加动态无功补偿装置之前，年度电费金额为：
3400万元。
如增加动态无功补偿装置，按照节电率5%计算，年度节约电费170万元。
由以上可知，在增加动态无功补偿装置后，该厂年节约电费在170万元左右，给该厂带来的直接经济效益170万元左右，如考虑到由于电网无功含量的减低，电网质量提高，带来的间接经济效益是无法估算的。
5动态无功补偿装置现场使用案例分析
以下为天津高盛钢铁公司热轧生产线安装我司TDC动态无功补偿装置后，经济效益分析案例：
天津高盛钢铁公司热轧生产线现场参数：
整流变压器及负载参数：
变压器代号
变压器容量
电压等级
变压器数量
负载设备
数量
备注
T1
1600KVA
6KV/0.66KV
1250KW/660V
JP1轧机
T2
1250KVA
JP2轧机
T3
1000KW/660V
JP3轧机
T4
800KW/660V
JP4轧机
T5
JP5轧机
T6
JP6轧机
T7
JP7轧机
T8
1500KVA
T9
6KV/0.4KV
JL1、JL2轧机，夹送辊，卷取机、蛇振等。
T10
补偿装置供货范围及数量（补偿实际容量：
7650KVAR）：
序号
安装容量kvar
基波补偿容量kvar
谐波滤除路数
谐波滤除率%
设备运行后节电率%
变压器提高利用率%
功率因数控制范围
补偿装置型号
柜体尺寸（深×
宽×
高）
柜体数量
1#整流变1600KVA
6000/630
1418
1100
5/7/11/13
≥80
6~10
≥30
0.9~0.96
TDC-660/50-1100-L054-C03
800×
2800×
2200
2#整流变1250KVA6000/630
3#整流变1250KVA6000/630
1031
800
TDC-660/50-0800-L054-C03
1800×
4#整流变1250KVA6000/630
838
650
TDC-660/50-0650-L054-C03
2000×
5#整流变1250KVA6000/630
6#整流变1250KVA6000/630
7#整流变1250KVA6000/630
8#整流变1250KVA6000/630
9#动力变1250KVA6000/400
902
700
TDC-400/50-1100-L054-C03
10#动力变1250KVA6000/400
7650
24
0.6231
￥205.92
以上为在没有增加补偿装置简单经济效益分析，年度节约电费205.92万元。
以下为天津高盛钢铁公司直接经济效益分析：
一、电费计算：
目前高盛钢铁公司低压部分月平均用电量为2400000kwh，平均功率因数0.75。
取变压器基本电价为17元/KVA，电度电价为0.6231元/度，功率因数调整电费（功率因数为0.75月增加电费7.5%，功率因数为0.95月减少电费0.75%）。
根据工业电费计算公式：
总电费=基本电费+电度电费+功率因数调整电费
电容器补偿前：
基本电费=12850*17=21.85万元
电度电费=2400000*0.6231=150万元
功率因数调整电费=（21.85+150）*7.5%=12.89万元
总电费1=21.85+150+12.89=185万元
电容器补偿后：
电度电费=2400000*0.95*0.6231=142万元
功率因数调整电费=（21.85+142）*（-0.75%）=-1.23万元
总电费2=21.85+142-1.23=163万元
那么每个月减少电费支出为：
总电费1-总电费2=185-163=22万元
二、提高设备的利用率
对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；
如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；
对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。
因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。
三、降低系统的能耗
补偿前后线路传送的有功功率不变，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。
即I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少的百分数为：
ΔP%=（1-I22/I12）×
100%=（1-COS2φ1/COS2φ2）×
100%
当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由
（2）式可求得有功损耗将降低20%～45%。
四、改善电压质量
无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。
对于无功补偿使用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用，但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的。
五、增加变压器的容量
三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量。
六、提高轧制速度、保证轧制质量
设备安装后，轧制速度得到进一步的提高，原来轧制到接近每秒11.5米时速度出现不稳定，现在轧制接近13米时还没有问题，特别是轧制薄带（1.0毫米）时效果特别明显。
七、结论
经过上述分析，天津高盛钢铁公司目前300万度用电量推算，保守估计每月节省电费支出30万元以上，另外还可以增加变压器带载能力25%左右，稳定电压减少谐波损害。
6结论
在增加节能产品TDC动态无功补偿装置补偿后，变压器平均损耗及温升大幅度降低在30%以上，吨钢节电量4%~8%。
完全消除供电局罚款，根据当地供电局实际用电指标奖励政策，每月应有一部分奖励，高压侧功率因数COSφ≥0.95
给广大用户单位带来相当可观的直接经济效益。
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