解决方案
K1体育低压SVG装置在焦化厂配电系统中的应用
1前言
随着国民经济的迅速发展，用电负荷的急剧增加，电网的运行质量日益受到重视。目前煤矿及有关企业无功补偿装置无功功率不能连续调节，使0.4kV配电系统经常处在欠补偿或过补偿状态，还有国家电网正在积极推进农网改造，改造内容主要涉及变压器、电缆扩容以及电能质量治理等方面，国家越来越重视电网质量的治理，消除谐波，提高功率因数，建设智能电网，低压SVG产品符合国家节能减排的号召。
2 现场用户情况
焦化厂在配电系统中，有冲击性负载和稳定非线性负载，工作时工作电流严重畸变，稳定性负载一般产生5次、7次、9次、11次、13次谐波，而冲击性负载的谐波含量较为丰富，主要谐波为2次~7次，其中3次谐波含量最大,而各种控制电路、仪器、仪表对谐波比较敏感，谐波的大小将直接影响到生产效率和产品的质量。由于焦化生产本身的特殊性，日趋复杂、恶劣的用电环境给生产带来了严重的影响。
焦化厂领导为了治理谐波，净化电网环境，提高功率因数，保证焦化厂正常生产，选用了K1体育电子科技股份有限公司生产的0.4kV/300kvar SVG（型号FGSVG-L300/0.4-4R）低压动态无功补偿装置，对电网质量进行改善。
2 K1体育FGSVG-L300/0.4-4R低压动态无功补偿
以下对K1体育FGSVG-L300/0.4-4R高压动态无功补偿装置做一些介绍。
2.1 K1体育FGSVG-L300/0.4-4R技术指标
K1体育FGSVG-L300/0.4-4R可以动态输出300kvar的感性或容性无功，通过对电网侧的无功检测，动态补偿系统无功，谐波治理，达到对电压和功率因数的控制。
K1体育FGSVG-L300/0.4-4R技术指标如表1所示。
表1 FGSVG-L300/0.4-4R技术参数 | ||
序号 | 项目 | 技术指标 |
1 | 额定工作电压 | 0.4kV |
2 | 额定容量 | -300.0～+300.0 kvar |
3 | 输出无功范围 | 感性到容性额定无功范围内连续变化 |
4 | 有效响应时间 | 瞬时响应时间小于100us，全响应时间小于10ms |
5 | 输出电流谐波(THD) | ≤3%. |
6 | 过载能力 | 1.2倍过载1min |
7 | 产品功能 | 补偿无功功率、治理谐波、平衡负序电流、抑制电压闪变 |
8 | 效率 | 额定运行工况≥97% |
9 | 通信接口 | RS485、以太网 |
10 | 通信协议 | Modbus_RTU、IEC60870-5-104 |
11 | 保护功能 | 交流过电压保护、直流过电压保护、温度保护、装置短路保护、装置过载保护（限定于额定功率） |
12 | 运行温度 | －20℃～+40℃ |
13 | 贮存温度 | －40℃～+65℃ |
2.2 K1体育FGSVG-L300/0.4-4R高压动态无功补偿装置的特点
FGSVG以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对提高输配电电网的功率因数、治理谐波、补偿负序电流的迫切需要，具有以下特点：
（1）模块化设计，安装、调试、设定方便。
（2）动态响应速度快，响应时间≤10ms。
（3）输出电流谐波(THD)≤3%.
（4）多种运行模式极大的满足用户需求，可实现无功控制，也可实现电压稳定控制。
（5）实时跟踪负荷变化，动态连续平滑补偿无功功率，提高系统的功率因数，实时治理谐波，补偿负序电流，提高电网供电质量。
（6）抑制电压闪变，改善电压质量，稳定系统电压。
（7）FGSVG电路参数精心设计，发热量小，效率高，运行成本低。
（8）设备结构紧凑，占地面积小。
（9）具备扩展功能，可实现SVG+FC联合控制功能，智能控制FC或者电容器投切，不需再加额外控制器。
（10）具备故障自动复位功能，实现无人值守监控。
（11）开停机无暂态冲击，无合闸涌流，无功变化迅速平滑。
（12）保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、光纤通讯故障、单元过热、不均压等保护，并能实现故障瞬间的波形录制，便于确定故障点，易维护，运行可靠性高。
（13）可并联安装，极易扩展容量。并机运行使用光纤通讯，通讯速度快，能够完好的满足实时补偿的要求。
（14）人机界面友好显示，对外通讯提供了RS485、以太网等接口，采用标准MODBUS通讯协议。除具有实时数字量及模拟量的显示、运行历史事件记录、历史曲线记录查询、单元状态监控、系统信息查询、历史故障查询等功能外，还具有送电后系统自检、一键开停机、分时控制、示波器（AD通道强制录波）、故障瞬间电压/电流波形记录等特色功能。具备GPRS远程无线监控功能。
（15）与系统连接时，不需要考虑交流系统相序，连接方便。
2.3系统结构
FGSVG-L300/0.4-4R动态无功补偿和谐波装置的主电路为三相四线制结构，机架式采用多个单元并联，见图1所示。
图1三相四线制的系统结构框图
FGSVG系列低压动态无功补偿和谐波装置主要由控制面板、储能电容、电抗器、IGBT逆变、熔断器等器件组成。主回路、LCL滤波、IGBT逆变多分布在电路板上。
2.4工作原理
图2 工作原理示意图
FGSVG系列产品基本原理就是利用可关断的电力电子器件（IGBT）组成自换相桥式电路，通过变压器或者电抗器并联到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的，如表2所示。
表2运行模式原理表
3现场应用情况
该焦化厂在改造前，经测试，该配电系统存在大量谐波且电流波形已严重失真，见图3和图4。
图3 谐波电流
图4 电流波形失真
K1体育FGSVG-L300/0.4-4R设备现场运行如图5所示。本产品不但可以治理谐波还能补偿无功功率。
图5 K1体育产品在客户现场运行
本产品已于2016年7月27日成功并网，至今运行正常，用户功率因数已由0.88提高至0.95，电价已由罚款1%变为奖励0.75%，经济效益显著。
改造后，测试电网质量，THDi已下降至2.6%，且电流波形质量已明显改善，如图6、图7所示。
图6 使用FGSVG后的谐波
图7 使用FGSVG后的电流波形
4结论
K1体育FGSVG-L300/0.4-4R设备投入一次性投入运行，产品性能稳定可靠，用户非常满意，不但解决用户改善电网质量，提高功率因数，而且使电费由罚款变为奖励，经济效益非常明显，K1体育低压SVG产品满足了低压配电系统中谐波和无功补偿的要求，具有广阔的应用前景。
