淺析高壓TCR型SVC裝置投運模式與低壓負荷配合

孟濤　蔣棟　范志成　趙俊達

摘要：隨著我國電網系統的不斷發展，電網不斷擴大，系統結構越來越復雜，電力系統的穩定性也越來越重要。TCR晶閘管控制電抗器型SVC裝置能夠提高系統穩定性，增加系統調節能力，提高電能質量，提高系統運行的可靠性和經濟性。梅花井煤礦副立井提升機電控調速系統由于電網電壓波動，在提升機啟動及調速過程中，頻繁燒毀調速系統中晶閘管整流柜快熔元件，經現場檢查及理論分析，對TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置投運模式進行切換，提升機現場運行正常、故障解除。

Abstract： With the continuous development of China's power grid system and the continuous expansion of the power grid， the system structure is becoming more and more complex， and the stability of the power system is becoming more and more important. The TCR thyristor controlled reactor type SVC device can improve system stability， increase system regulation capability， improve power quality， and improve system operation reliability and economy. Due to the fluctuation of the power grid voltage， the SCR rectifier cabinet fast-melting components in the speed regulation system are frequently burned during the start-up and speed regulation of the elevator. The operation mode of the SVC high-voltage static dynamic reactive power compensation device is switched， and the hoist operates normally on site and the fault is removed.

關鍵詞：調速;快熔;SVC、TCR和FC;投運模式

Key words： speed regulation;fast melting;SVC， TCR and FC;commissioning mode

中圖分類號：TH-39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）14-0256-02

0? 引言

SVC（Static Var Compensator）靜止無功補償器是當前柔性交流輸電（FACTS）主要技術之一，其裝置在制造方面、集成方面、控制方面已經趨于成熟，是目前使用廣泛的靜止無功補償裝置。

在電力系統中具有沖擊性功率的負荷（如軋機、提升機）在啟動、調速過程中，電力網中的電壓降將發生相應變化，導致電壓波動;隨著工礦企業產能、規模的不斷增加，沖擊性大型設備逐漸增多，對電網電壓波動造成更大影響。隨著電力電子技術的發展，為解決電網電壓波動造成的故障及危害，靜止無功補償裝置得到了迅猛的發展，該文針對國家能源集團梅花井煤礦副立井提升機在調試、運行中出現的問題，淺析高壓TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置的投運模式對電網電壓的影響。

1? 梅花井煤礦副立井提升系統概況

梅花井煤礦副立井提升電控系統主要由高壓開關柜、整流變壓器、電抗器、低壓開關柜、整流柜、PLC控制柜、直流快速開關、操作臺等電器設備組成;電控系統上位機與局域網互聯;系統采區雙PLC冗余配置，保證系統可靠運行。調速系統采用6RA70系列的全數字直流調速裝置+晶閘管整流柜（分體式），實現磁場恒定、電樞換向串聯12脈動控制，且通過轉接柜可實現6/12脈切換，實現故障狀態的全載半速運行。整流柜設有交流側過電壓保護、快熔保護、錯相保護、快熔熔斷指示等。梅花井煤礦副立井提升系統設備參數見表1。

2? TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置系統組成及原理

2.1 系統組成

SVC控制系統由脈沖柜、控制柜和功率單元三個重要部分組成。控制柜的主要作用是采集電壓、電流信號等信息，經過處理后發出觸發脈沖，并且同時監測晶閘管的運行狀況。脈沖柜的主要作用是將觸發脈沖轉換為符合要求的脈沖信號，從而觸發脈沖。功率單元由阻容吸收、晶閘管、散熱器、脈沖變壓器、BOD板和擊穿檢測板六部分組成，功率單元的主要作用是串入電抗器的回路，在脈沖信號控制下操縱晶閘管通斷，使電抗器流過預期的補償電流。SVC控制系統基本結構框圖如圖1。

2.2 工作原理

工作原理見圖2。

系統電流信號、TCR電流信號、電網電壓信號進行前置處理和信號檢波處理后，再依次進行綜合運算、無功計算、線性化處理，處理后的信號進入切換單元、再經限幅、定時、脈沖變換，形成觸發脈沖信號。

單元工作狀態切換分為手動和自動兩種。工作狀態正常的情況下，系統為自動狀態，當高壓開關閉合時，系統會切換到手動狀態，在該工作狀態下，TCR預置固定觸發角的方式，在高壓開關閉合時，使TCR的無功和FC的容性無功相等，經過計算、線性化處理，處理后的脈沖信號進入切換單元。延時500ms后，系統經過邏輯控制在達到穩定狀態后切換到自動運行的狀態。

3? 系統運行情況及故障分析

梅花井煤礦副立井提升電控調速系統在安裝、調試過程中，整流柜快熔燒毀三次、共計六塊，我礦技術人員在進行了理論分析后，使用示波器等設備對整流柜電樞回路電網進行檢測，發現電網電壓在360-420V（電源電壓：3AC400V）范圍內頻繁波動，電網電壓波動見圖3。

經過礦方技術人員分析是由于TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置在自動工作狀態下，只對電網功率因數進行補償，當負荷變化較大時導致電網電壓不穩、且電網電壓偏低，頻繁波動致使快熔內部該關斷的硅沒有關斷，形成內部環流，電流增大、燒毀快熔。

4? 系統改進方法及解決方案

通過對TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置運行原理進一步分析，該裝置在自動工作狀態運行時內部為電抗器組與電容器組同時運行，主要補充電網功率因數，但在較大負荷啟動、調速過程中，電流較大致使電網電壓壓降同時增大、造成電壓波動;在手動工作狀態下運行時內部只投入電容器組，主要對電壓進行動態補充，且電網電壓總體提高，此狀態可維持電壓恒定，但電網功率因數較低。

根據理論分析及現場檢測，導致梅花井煤礦副立井提升電控調速系統整流柜快熔燒毀的原因是由于SVC無功補償裝置投切模式選擇不合理所致，我礦技術人員與相關單位溝通，將TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置投切模式由自動工作狀態切換至手動工作狀態后，副立井提升系統已平穩、正常運行兩個月，取得了良好的效果。

5? 結論

TCR型SVC高壓靜止型動態無功補償裝置在國家能源集團寧夏煤業有限責任公司各新建礦井大量使用，但由于該裝置投切模式的不同會導致對電網補償的側重點不同，在現場負荷比較復雜時，合理選擇投切模式可使電網及各類設備安全、平穩運行，減少故障率和經濟損失。

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