SV G無功補償在選煤廠供電系統中的應用

李欣蓉

（龍煤礦業集團鶴崗分公司新一選煤廠，黑龍江 鶴崗154100）

1 引言

近幾年，隨著社會經濟的不斷發展，各領域對煤礦資源的需求量不斷增加，也對選煤廠的生產工藝、電力系統等方面提出了更高的要求。在此情況下，選煤廠為了能夠確保選煤作業的有效進行，保證生產質量及效率，都在不斷提升自己的技術應用水平。在現階段大部分選煤廠電力系統的運行過程中，一般都是采用電力電子裝置及大量感性負荷。而這種方式，從某種程度上降低了電力系統的功率因數，加大了電能的損耗。在這種情況下，電力資源的消耗過于嚴重，對電力系統造成了嚴重的影響。

2 無功補償的作用

某選煤廠的生產過程中，使用的設備主要有離心機、皮帶運輸機及脫水機等設備，其使用的設備大部分都是感性負荷，當設備啟動或停止時，會造成諧波與無功的產生，從而對電力系統造成一定的影響，出現電壓波動的情況。實際上，在上述過程中，三相電壓的波動并不會影響電力系統的供電質量，卻會影響設備的正常運行，使設備的使用壽命減少，為選煤廠的生產埋下一定的安全隱患。鑒于此，選煤廠必須采用無功補償的方式，避免諧波與無功對電網帶來的沖擊，降低供電線路與變壓器的損耗，改變電能浪費的情況，保證選煤廠的經濟效益。

3 SVG無功補償的具體應用

實際上，在很早的時候，工人們就想出了采用無功補償的方式來解決生產過程中無功的情況。隨著科技水平的不斷提高，無功補償的方式也在不斷改善，在確保無功補償方法基本作用的同時，提高整個電力系統的運行效率。下面，本文對SVG無功補償法在選煤廠中的實際應用展開分析。

3.1 電容器投切

電容器投切主要是采用并聯電容器的方式，來補償電力系統運行過程中產生的無功分量，該方法在實際應用中比較簡單，其維護工作也非常方便，且所花費的成本較低，是一種比較可靠的無功補償方式。不過，對于選煤廠來說，這種方式卻并不適用。這主要是由于：選煤廠電力系統的運行過程中，其負荷變化是非常大的，無功分量的動態變化波動也比較明顯，這種環境并不利于電容器投切法的應用。

3.2 靜止無功補償裝置SVG

靜止無功補償裝置SVG主要是利用FACTS控制器（晶閘管控制型與投切型），使其能夠連續、靈活地調節無功輸出狀態，相比電容器具有較高的實用性。同時，晶閘管控制型的FACTS控制器主要是通過調節導通角，來控制電抗器吸收無功的情況，從而達到補償無功分量的作用。不過，在上述過程中，會產生不同程度的諧波。而投切型FACTS控制器，也是通過控制導通角，完成動態補償無功分量的目的。

3.3 靜止無功發生裝置SVG

靜止無功發生裝置SVG技術的應用過程中，主要是利用空間矢量原理、脈寬調節原理等相關理論，最大功率地控制電力電子器件，從而達到無功補償的目的。同時，在該技術的應用過程中，其主要是通過調節IGBT、GTO等器件的變流情況，通過改變其輸出動態，對交流電壓與電流進行合理地調節，從而達到補償選煤廠電力系統的無功分量的目的。這種方法在應用過程中具有功耗低、速度快等方面的優勢，是我國許多選煤廠的重要工作方式。

4 SVG的構成及工作原理

4.1 SVG的構成

SVG主要由三個部分構成：①直流側電容，其在電力系統中的主要作用是提供直流電壓源；②電壓源逆變器，其主要作用是將直流測電壓轉變為可以進行控制的交流電壓；③電抗器，其主要用途是消除該系統中的高次諧波。此外，SVG應用過程中的主電路主要包括兩種類型：電壓型與電流型。這兩種類型的橋式電路，同時按照直流側的方式，依靠電容與電感的情況進行區分的。

4.2 SVG的工作原理

技術人員將SVG換相橋式電路并聯在電力系統中，通過對該電路路段的控制，來直接控制交流側電流，或是通過控制交流側輸出電壓的相位與幅值，快速地發出或吸收該電力系統中運行中所需的無功功率，來達到無功補償的效果。通常情況下，電抗器都是安裝在電路與電網的連接部分。

4.3 SVG在選煤廠的應用

在SVG無功補償法的應用過程中，根據其安裝位置的不同，其補償方式也有所不同。通常情況下，SVG補償方式分為集中式補償與就地式補償兩種。其中，就地式補償主要是選煤廠對大容量電機采取的一種補償方式，其在電路線路上安裝SVG，使電路上的無功分量變到最小，以降低電流波動對變壓器和電線產生的影響。在這種方式的應用過程中，需要在電力系統上接入多臺SVG，花費的成本非常高[1]。鑒于此，許多選煤廠采用集中式補償的方式，也就是在母線上連接SVG裝置，從而對母線上的無功分量進行控制，如圖1所示。

圖1 SVG的應用示意圖

在選擇更好采用哪種補償方式后，選煤廠會根據電力系統中的變壓器與電動機的無功分量來選擇使用哪種SVG設備。通常情況下，選煤廠動篩系統中有兩條6kV的供電線路，而其主變壓器的數量也通常有兩臺，電容量都為2000kVA。其中，一臺主變壓器負責生產設備的運行及車間的照明工作；另一臺主變壓器負責動篩系統中的設備及矸石系統中的設備運行工作。

4.4 SVG使用后效果分析

在選煤廠中投入SVG裝置前，選煤廠電力系統中每月平均功率因數為0.83，其屬于較低的水平；而在投入SVG裝置后，其功率因數達到0.96上，有效解決了電力系統功率因數低的情況。SVG投入前后的功率因數對比情況如表1所示。在選煤廠中應用了SVG技術后，電力系統中的功率因數從之前的0.83提升到0.97，電網線路損耗的百分比也明顯降低[2]。這一結果，說明了SVG無功補償方式的應用，能夠提高電力系統的功率因數，并保證電力系統的穩定運行，減小電動機等設備的感性負荷。換言之，在煤炭生產系統的運行過程中，通過在該系統的電網中連接無功補償設備，能夠明顯減少變壓器等電力設備的無功損耗情況，提高功率因數，從而保障選煤廠的生產效率及經濟效益，這種方法應在我國煤炭行業中被大力推廣。

表1 SVG投入前后功率因數的對比情況

5 結論

綜上所述，為了能夠進一步提升選煤廠電力系統的運行效率，保障生產工作的順利進行，相關人員必須首先解決選煤廠動篩系統功率因數低的問題，并對無功補償方面進行深入的研究，提升SVG在選煤廠電力系統中的應用水平。相信通過本文的論述，能夠為提升SVG的應用性能，保障選煤廠的高效生產奠定一定的基礎，進而促進我國煤炭行業的可持續發展。