1、造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)的原因及危害
電力系統(tǒng)的電壓波動(dòng)和閃變主要是由具有沖擊性的大功率負(fù)荷引起，如系統(tǒng)中的高功率電機(jī)的起動(dòng)，高壓變頻調(diào)速裝置，煉鋼廠電弧爐，電氣化鐵路，軋鋼廠軋鋼機(jī)等，這些大型設(shè)備的起動(dòng)和運(yùn)行都是非線性的，不平衡沖擊負(fù)荷造成有功功率，無功功率和功率因數(shù)的無規(guī)則變化，這種波動(dòng)會(huì)使供電線路的電壓產(chǎn)生急劇的升降變化，忽高忽低，導(dǎo)致電網(wǎng)中的其他設(shè)備及電力儀表無法在額定工作電壓下正常運(yùn)行，同電力網(wǎng)絡(luò)中的電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重甚至燒壞，高壓真空斷路器中的滅弧室炸裂等等。
2、抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)的方法
①靜止型無功補(bǔ)償裝置(SVC)
SVC(Static Var Compensator)由晶閘管控制電抗器(TCR)和無源濾波器(FC)構(gòu)成，是一種并聯(lián)連接于電網(wǎng)當(dāng)中，根據(jù)負(fù)荷的工作狀態(tài)快速、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功功率的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置 。
投切電容器組或電抗器是改變SVC總無功最直接的方法，通過控制晶閘管閥對(duì)各相電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其響應(yīng)速度快，投切操作對(duì)系統(tǒng)的沖擊小，對(duì)操作的次數(shù)沒有限制，維修的頻度也遠(yuǎn)比斷路器低。TCR型靜補(bǔ)采用反向并聯(lián)晶閘管閥與電抗器串聯(lián)，利用晶閘管閥相位角控制導(dǎo)通的功能，使得電抗器所吸收的無功電流得到連續(xù)性控制：觸發(fā)角為90°時(shí)全導(dǎo)通，觸發(fā)角的繼續(xù)增大該電抗支路所吸收的無功電流逐漸減小，觸發(fā)角為180°時(shí)晶閘管閥全關(guān)閉。控制觸發(fā)導(dǎo)通的相位角會(huì)導(dǎo)致諧波的發(fā)生。
SVC系統(tǒng)包括：晶閘管閥組控制系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，電容器和電抗器部分，水循環(huán)系統(tǒng)等部分組成
電容器
電抗器
水循環(huán)
SVC系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：
◆響應(yīng)速度快 通過控制晶閘管的正反向?qū)ń强焖儆|發(fā)，對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)響應(yīng)。
◆調(diào)相調(diào)壓，提高系統(tǒng)的暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,特別是防止由于無功功率缺額引起的“電壓崩潰”現(xiàn)象的發(fā)生。
②串聯(lián)電抗器
在大型電弧爐，軋鋼機(jī)等變壓器一次側(cè)串聯(lián)高壓電抗器能夠限制主回路中的短路電流，減少瞬變負(fù)荷對(duì)供電電網(wǎng)的沖擊。
串聯(lián)電抗器的優(yōu)點(diǎn)：
◆降低涌流倍數(shù)和頻率；
◆吸收諧波，降低諧波電壓值，減少畸變，提高電能質(zhì)量；
◆限制諧波電流流入電容器組，保護(hù)電容器組；
◆內(nèi)部短路時(shí)，減少短路電流； 外部短路時(shí)，減少對(duì)短路電流的助增作用；
◆減少放電電流值；
◆電容器組的投切過程中，降低操作過電壓。
③SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置
SVG系統(tǒng)包括：啟動(dòng)柜，控制柜，功率柜，連接電抗器(或變壓器)，冷卻裝置五部分組成。是典型的電力電子設(shè)備，由三個(gè)基本功能模塊構(gòu)成：檢測模塊、控制運(yùn)算模塊及補(bǔ)償輸出模塊。其工作原理為由外部CT檢測系統(tǒng)的電流信息，然后經(jīng)由控制芯片分析出當(dāng)前的電流信息,由控制器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路發(fā)出補(bǔ)償電流。
SVG靜止無功發(fā)生器采用可關(guān)斷電力電子器件(IGBT)組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流。迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的。作為有源型補(bǔ)償裝置，不僅可以跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且可以對(duì)諧波電流也進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。
SVG的主要作用和優(yōu)點(diǎn)：
◆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電網(wǎng)無功功率，提高功率因數(shù)；
◆動(dòng)態(tài)抑制電流諧波；
◆可以瞬間提供一定有功功率，補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落和閃變；
◆抑制電網(wǎng)三相不平衡。
作者：井運(yùn)，資深電氣工程師，設(shè)備管理高級(jí)工程師。從事電氣行業(yè)十余載，在國內(nèi)某大型上市企業(yè)擔(dān)任技術(shù)主管，對(duì)高低壓電氣，自控儀表等都有深入的研究，熟悉多品牌PLC編程與畫面組態(tài)的制作與應(yīng)用。
