天津某大型钢厂电炉svc方案_secret.doc

100tEAF、120tLF/35kV静止型动态无功补偿成套装置（SVC） 技 术 方 案 二OO七年九月 100tEAF、120tLF/35kV静止型动态无功补偿成套装置（SVC）技术方案 1．系统设计 1.1 项目说明 天津某有限公司天重220kV专用变电站35kV母线负荷有100tEAF炉及120tLF炉各一座。为了减轻电炉冶炼过程中对电网所产生的不利影响，满足国家标准对电能质量的要求，需配套建设一套动态无功补偿装置（SVC）。以消除高次谐波、无功冲击、电压波动和闪变对电网的影响，达到平衡系统无功、提高系统功率因数、改善电能质量、稳定电网以及节能降耗、降低运行成本等目的。 电弧炉是特殊的冲击性负荷。其冶炼过程可简单分为融化期和精炼期，在融化初期（起弧、穿孔、到塌料阶段）负荷变化剧烈，而在精炼期负荷逐渐趋于稳定。大量工程实践表明，无功波动最大值出现在融化期和三相工作短路时（由塌料造成），此时功率因数很低，约为0.2左右，负荷波动最大值为1.5-3倍电炉变压器额定容量（决定于供电系统和电炉有关参数）。 快速的无功波动，产生电压波动及闪变，另电弧炉的非线性，在运行中将产生主要为2－7次的谐波电流。由于电弧炉为不对称负荷，最严重状态为二相短路，一相开路，在此工况下，将产生很大的负序电流，造成三相不平衡。无功冲击、谐波电流及三相不平衡将产生以下危害： 1.1.1无功冲击产生的危害 1）使供电母线电压产生波动，降低了机电设备的运行效率。供电母线电压波动时，将使用户的异步电机负荷转矩随之变化，有功出力下降。特别是电弧炉的输出功率与电压平方成正比，当电压降低时，大大降低了电弧炉的炼钢效率，延长了冶炼时间，生产效率下降的同时增加了生产成本。 2)电弧炉的快速无功冲击引起母线电压波动剧烈，严重时影响自动化装置的正常工作，闪变对人眼造成刺激，增加疲劳，甚至危及人身安全。 3）大量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。 1.1.2谐波电流对电气设备的危害 1)谐波对旋转电机的影响 谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动、噪音和谐波过电压。 2）谐波对供电变压器的影响 谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，增加温升，出力下降，影响绝缘寿命。 3）谐波对变流装置的影响 电压畸变可能引起不可逆变流装置控制角不等，使变流装置工作不稳定。而对可逆变流装置的逆变器则可能使其换流失败，损坏变流装置。 4）谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器将因过流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。 5）谐波对通讯产生干扰，使电度计量产生误差。 6）谐波对继电保护自动装置和计算机也将产生不良影响。 1.1.3负序电流的危害 1）使电力系统中以负序电流为启动元件的许多保护及自动装置产生误动作。 2）由于负序和正序的旋转方向相反，注入旋转电机后产生附加电动力引起振动及附加损耗。 电弧炉产生的大量谐波电流、负序及无功冲击导致的电压波动及闪变，严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量，必须按电能质量有关标准的规定，采取综合治理措施。动态无功补偿装置（SVC）是最理想的选择。 1.2 设计依据及技术指标限值 1.2.1 设计依据 天重220kV专用变电站谐波治理相关资料。 1.2.2 系统参数 ▲ 供电电力变压器参数： 型 号 SFPDZ7-120000/220 容 量 120MVA 电 压 比 220±8×1.25%/38.5±5%/10.5kV 频 率 50Hz 阻抗电压 高-低23.3%；高-中13.4%；中-低8.1%； 线圈连接组别 Yn，Yn0,d11 其他主要技术参数 100t电弧炉炉变参数： 型 号 HSSPZ-90000/35 炉变容量 90MVA 电 压 比 35kV/950~905~861~824~787~755~698~971 ~648~625~605~585~568~550~534~520V 共17档 频 率 50Hz 短路阻抗 8% 短网阻抗 3mΩ 电抗 串联电抗器 14200-11700-9200-6700-0kvar 五档 1485A 阻抗压降16% 120t精炼炉炉变参数： 型 号 HJSSPZ-20000/35 炉变容量 20MVA 电 压 比 35kV/350~330~310~290~270~250~230~210 ~190~170~150V 共11档 短路阻抗 7.5% 线圈连接组别 Yd11 ▲ PCC点（公共连接点）母线参数: 220kV 短路电流：07年23.45kA，远景年23.94kA 短路容量：07年9341.8MVA，远景年9