火电厂厂用电系统的三种无功补偿方法.pdf

火电厂厂用电系统的 三种无功补偿方法 李纪华，师法 民 国核 电力规划 设计研 究院，北京 1 0 0 0 9 5 摘要 目前，无功补偿技术广泛应 用于我 国电网及工矿 企业，降损 节电效益显著，而国内火电厂厂 用电系统 应 用却寥寥无几。本文参考涉外火电工程对无功补偿的要 求、查阅相关标准文献、厂 家资料等，探讨 了适 用 于火电厂 中低压厂用电系统的三种无功补偿方法 中压 电动机就地 电容器无功补偿、低压 S V C无功补偿、中 压 S VG无功补偿。本文对 火电厂厂用电系统无功补偿的设计具有较好参考价值。 关键词 火电厂 ；厂用电系统 ；无功补偿 ；S VG。 中图分类号 ； T M6 2 1 文献标志码 B文章编号 1 6 7 1 ． 9 9 1 3 2 0 1 5 0 5 ． 0 0 2 3 ． 0 6 Th r e e Re a c t i v e Co mp e n s a t i o n M e t h o d s f o r Co a l fir e d Po we r Pl a n t Au x i l i a r y S y s t e m LI J i h ua ，S HI Fa - mi n S t a t e N u c l e a r E l e c t r i c P o we r P l a n n i n g De s i g n R e s e a r c h I n s t i t u t e ， B e i j i n g 1 0 0 0 9 5 ， C h i n a Ab s t r a c t At p r e s e n t i n o u r c o u n t r y , t h e r e a c t i v e p o we r c o mp e n s a t i o n t e c h n o l o g y i s wi d e l y a p p l i e d i n t h e p o we r g r i d ，t h e i n d u s t r i a l a n d mi n i n g e n t e r pr i s e s ， b e n e fit o f r e d u c e p o we r l o s s a l l d s a v i n g e n e r g y i s r e ma r k a b l e ， wh i l e i t s a p p l i c a t i o n i n d o me s t i c c o a l - fi r e d p o we r p l a n t a u x i l i a ry p o we r s y s t e m i s r a r e ． Th i s p a p e r r e f e r t o f o r e i g n p o we r p l a n t p r o j e c t s ， r e l a t e d s t a n d a r d s a n d a r t i c l e s ， ma n u f a c t u r e r i n f o r ma t i o n ， e t c ． ， t o d i s c u s s t h r e e r e a c t i v e c o mp e n s a t i o n m e t h o d s wh i c h c a n b e a p p l i e d i n c o a l fir e d p o we r p l a n t a u x i l i a ry s y s t e m． Th a t i s ， me d i u m v o l t a g e mo t o r c a p a c i t o r r e a c t i v e c o mp e n s a t i o n， l o w v o l t a g e S VC r e a c t i v e c o mp e n s a t i o n ， a n d me d i u m v o l t a g e S VG r e a c t i v e c o mp e n s a t i o n ． T h i s p a p e r i s v a l u a bl e f o r t h e d e s i gn o f r e a c t i v e c o mp e n s a t i o n i n p o we r p l a n t a u x i l i a r y p o we r s y s t e m ． K e y wo r d s c o a l - fi r e d p o w e r p l a n t ； a u x i l i a ry p o we r s y s t e m； r e a c t i v e p o we r c o mp e n s a t i o n ； S VG． 随着现代化发 电厂逐步 引进更加先进的工 艺设备 ，各种用 电设备对 电源的稳定性、可靠 性要求越来越高，此时，单纯依靠发 电机发 出 的有功功率、无功功率去满足这些负荷的需求， 己不能满足要求 ，尤其不能满足 电厂降损节 电 的要求。 本文从无功补偿的角度，结合涉外火 电工 程设计，发现土耳其等欧洲 国家，普遍对火 电 厂厂用 电系统要求配置无功补偿装置，以提高 电厂的发 电利用率和经济性，而当前我国对火 电厂无功补偿设计的要求较少， 目前应用较多 的领域局限于电网、风 电厂、工矿企业等。 针对这种现 象，本文重点探讨适用于火 电 厂厂用 电系统的三种无功补偿方法。 1相关基本概念 1 有功功率 有功功率是各种用电设备正 常运行时所需要的电功率 k w 。 收稿 日期2 0 1 5 0 6 一 l 7 作者简介李纪华 1 9 7 8 一 ，山东费县人，硕士，工程师，主要从事的工作 从事发电厂的设计、采购、施工、绘图等工作。 2 0 1 5 年1 0 月第5 期 - 5 f 2 无功功率 交流电通过纯 电感或纯 电容 时不消耗有功，但参与能量交换，即产生了无 功功率 k V a r 。无功功率不是无用功率，主要 用于在电气设备中建立和维持磁场。 f 3 发电机发出功率 是视在功率 MV A ， 其 电流与电压有一个不到 9 0 。的相位差。 4 厂用电的实际负荷 多为大量异步电动 机 、变压器等负荷，往往不是纯阻性、纯感性、 或纯容性的，而是混合型负荷，需要消耗有功、 无功，功率因数往往小于 1 。 5 厂用供配 电网络 供配电网络输送有功 功率、无功功率，即输送视在功率。由于大部 分厂用 电负荷 需要消耗无功功率，因此与之相 连的馈 电网络也会经常受到无功功率冲击 负荷 的影响，导致馈 电网络功率因数过低，用 电负 荷线 电流增加，从而供配 电线路上 的损耗增加、 用 电设备发热和损耗增加 导致 设备寿命 减短， 同时供配 电线路上 的压降损失也增大 ，到用 电 设备末端的运行条件也越差。 6 厂用供配 电网络 损耗 供配 电网络 即 存在有功损耗，也存在无功损耗。这是因为供 配 电线路、变压器等设备不仅 有电阻值，也有 电抗值， 电阻值会增加线路的有功损耗，电抗 器会增加线路的无功损耗 。随着现代化工艺设 备的引进，单靠发 电机发 出的无功功率 己不能 满足各种负荷及损耗对无功的需求，因此 需要 对厂用供配 电网络进行无功补偿显得尤为重要。 采用无功补偿后，可以使线路的电压更加稳定、 提高线路功率因数、减少线路损耗、延长终端 用 电设备的寿命 。 7 降损节 电 厂用电的实际负荷和配 电线 路传输，都需要消耗大量无功，如果单纯从发 电机获取，公式 1 所示 ，视在功率一定时，发 电机为补偿额外的无功功率需要多消耗 自身的 有功，就会使发电机效率降低、发电成本提高， 同时降低发电机输送到电网的供电效率。 1 如果能将无功就地补偿一部分，则发 电机、 配 电网送给用 电负荷 的无功就减少，配 电网上 的无功流动也会减少，线路功率 因数提 高，因 而也就减少了损耗。提高功率因数和 降低线损 的关系参见表 1 。 2 4 ． 2 0 1 5 f g 1 0 N 第 5 期 表 1功率因数由 1 ． 0下降与损耗增加的关系 2三种实现方法 无功补偿的方式有多种，从最早的同步调 相机，发展 到当前最新的 S VG，经历了一个逐 渐低能耗、小型化、采用 电力 电子新技术的发 展过程，但很多基本 的原理都是相通的，只是 在形式上各有特点。应用到火 电厂厂用电系统， 无功补偿的方式主要有个别补偿、集中补偿和 分组补偿，进一步借鉴我国电网和涉外工程无 功补偿应用情况，探讨得出适用于发电厂厂用 电系统 的无功补偿方法 ，按照技术 由传统到先 进 的发展顺序 ，主要有如下三种。 2 ． 1中压 电动机就地 电容器无功补偿 补偿原理图见图 1 ，正常用 电负荷 回路 中， 并联接入 电容器组等无功就地补偿器 ，通过投 切补偿器 ，来实现对用 电负荷 的无功功率补偿。 这种方式，因其具有价格便宜、易于安装、维 护操作方便等优点，目前在我国电网中被广泛 采用，同样也可用于火 电厂 中重要 中压 电动机 负荷的就地无功补偿方法 ，它适用于容量比较 大、负荷平 稳但 使用频繁 的中压 电动机 负荷， 如送风机、引风机、循环水泵、给水泵等大于 5 0 0 k W 的中压 电动机负荷。 有功功 率 图 1中压电动机就地无功补偿原理图 但这种方式也存在缺点，因并联 电容器的 阻抗是固定的，它 只能发出无功功率，不能吸 收无功功率 ，也无法动态跟踪负荷无功功率的 变化，投切时需要根据负荷变化情况频繁进行 机械开关开断操作，因此使用上存在 一定 的局 限性 。 茸 几 _． L L 几 上 由rr∞由石 _ ‘ _ 一 I 士 ⋯ 对于发 电厂电动机来说，通 常电动机在额 定运行工况时的功率 因数最大，其它运行时功 率因数都小于额定工况的功率 因数。因此，如 果按功率 因数确定中压电动机需要补偿 的容量 ， 比如准备将 中压 电动机功率因数从 c o s 。 提高到 c o s ， ，那么所需的补偿容量可计算为 OP t a n 1 一 t a n 0 2 一 一 2 P √ 1 ／ c o s l 一 1- 4 1 ／ c o s 2 一 1 式 中 c o s 为补偿 前的功率 因数 ； c o s 2 为补 偿后 的功率 因数 ； P为 中压 电动机输入 的 有功功率 k W ； 为 了节能降耗 目前火电厂各重要辅机均采 用变频技术 。变频器属于整流类产 品，虽然节 约电能，但增加了电网的谐波含量 。一般来说 ， 变频器本 身有无功补偿 的电容，因此功率因数 较高，不需再做额外无功补偿，但往往采用 电 容加 电抗的方式来过滤谐波。 2 ．2 低压 S VC无功补偿 静 止 无 功 补 偿 器 S t a t i c V a r C o mp e n s a t o r , s vc 补偿原理图见 图 2 。一种并联连接 的静止 无功发生器或吸收器，通过对其感性或容性 电 流的调整 ，来维持或控制其与电网连接点的某 种参数 f 典型情况为控制母线 电压 。这种补偿 方式在我 国中压及 以上输配 电系统和工业环境 中广泛应 用。因火 电厂本身也消耗厂用电，类 同工矿 企业用 电，此方法可推广应用至火 电厂 厂用 电低压母线段上的无功补偿方法。 o o 熔 新 ．I[ ] 阿警 连■l 洼 电 女 浩 7 L⋯一- _ J 图2 品闸管投切静止无功补偿回路组成 每个补偿 回路包括熔断器 、母线、晶闸管 开关、滤波 电抗器、补偿 电容器等 。补偿 电容 器通常采用角型接线，利用晶闸管 的触发角控 制来改变通过 电抗器的 电流进行投切电路，可 以平滑调整电抗器吸收的基波无功功率 。这种 补偿装置能够根据低压母线段所带负荷无功功 率 的大小、及母线功率 因数实际运行水平进行 自动投切，属于动态补偿无功，且 响应速度较 快通常不小于 2 0 ms 。性能上较传统的电容器就 地补偿方式有 了更好的改善。 低压 S VC无功补偿装置可 以有效过滤三相 交流低压母线中的谐波负荷 ，对低压母线上所 接 的各类 电动机进行集 中无功功率补偿 。低压 S VC无功补偿装置 由若干补偿柜组成，每面补 偿柜又可 由若干补偿模块拼装组成，比如国内 比较知名的英博 电气生产厂家，单元模块 补偿 容量 就可 以从 1 5 、2 5 、3 0 、4 O 、5 0 、7 5 、l O 0 、 1 5 0 k V a r 不等 ，而根据实际需要的补偿容量可 任意拼装组合，无功补偿实现较为灵活。 低压 S V C补偿柜通常可通过母排直接连接 于低压 P C段上，与 P C开关柜并排布置，柜体 材质、 外壳防护等级等一般要与 P C开关柜一致。 补偿柜也具有扩展功能，柜后可连接其它的低 压开关柜。补偿柜 内元器件模块化布置 ，故障 时相同容量的补偿模块应具有通用互换性 。 类似电容器就地补偿法，如果按功率因数 确定低压母线需要补偿 的容量 ，即低压 S V C补 偿柜的补偿容量，比如准备将低压母线的功率 因数从 c o s 提高到 c o s ，那么低压母线上所 需的补偿容量可计算为 QP t a n 1 一 t a n 0 2 3 P √ 1 ／ c o s 1 一 1 - 4 1 ／ c o s ， 一 1 P k 式 中 c o s 妒 为 补偿 前 的母 线功 率因数 ； c o s 2 为补偿后的母线功率 因数 ； 尸为母线上所 带负荷 的有 功功率之和 k W ； k为 由 c o s 补偿 到 c o s ， 时，每 k W 有功 负荷 所 需补 偿无 功量 k V a r ／ k W ，经 验值 参见表 2 。 表 2为某涉外火 电工程所选低压无功补偿 容量示例，在缺乏低压母线上所供用 电负荷详 细 资料 的情况下，可用低压干式变压器 的容量 根据表 3进行估算，即可算 出较保守的低压母 线实际所需补偿容量。 2 0 1 5 年 1 O 月第5 期 r I 基 璧 栅 唧 - 嘲 发 电 设 计 火 电 厂 厂 用 电 系 统 的 三 种 无 功 补 偿 方 法 表2为得到所需c o s 每k W有功负荷所需补偿的容性无功量k k V a r ／ k W ■ ■ ■I 疆 鞠I U ■_ l 陛 训 l 圈 t g 妒I c o s y1 0 ． 7 0 O ． 7 5 O ． 8 O 0．8 2 0 ．8 4 0 ． 8 6 O ． 8 8 O ． 9 O O ．9 2 0 ．9 4 O ．9 6 O ． 9 8 1 ． 0 O 3 ． 1 8 0 _ 3 O 2 ． 1 6 2 _ 3 O 2 ． 4 2 2．4 8 2 ．5 3 2 ． 5 9 2 ． 6 5 2 ． 7 O 2．7 6 2 ．8 2 2 ． 8 9 2 ． 9 8 3 ． 1 8 2 ．6 8 0 - 3 5 1 ． 6 6 1 ． 8 O 1 ． 9 3 1 ．9 8 2 ．0 3 2 ．08 2 ． 1 4 2 ． 1 9 2．2 5 2 _ 3 1 2 ． 3 8 2 ．47 2 ． 6 8 2 ．2 9 0 ．4 0 1 ． 2 7 1 ． 4 1 1 ． 5 4 1 ．6 0 1 ．6 5 1 ． 7 0 1 ． 7 6 1 _81 1 ．8 7 1 ．9 3 2 ．0 O 2 ． 0 9 2 ． 2 9 1 ．9 9 0 ．4 5 0 ． 9 7 1 ． 1 l 1 ． 2 4 1 ．2 9 1 ．3 4 1 ．4 0 1 ．45 1 ． 5 0 1 ．5 6 1 ．6 2 1 ．6 9 1 ． 7 8 1 ． 9 9 1 ．7 3 0 ． 5 O O ． 7 1 O ． 8 5 O ． 9 8 1 ．0 4 1 ．0 9 1 ． 1 4 1 ． 2 O 1 ． 2 5 1 _31 l - 3 7 1 ．4 4 1 ． 5 3 1 ． 7 3 1 ． 6 4 O ． 5 2 O ． 6 2 O ． 7 6 0．8 9 0 ．9 5 1 ．O O 1 ． 0 5 1 ． 1 1 1 ． 1 6 1 ．2 2 1 ．28 1 ． 3 5 1 ． 4 4 1 ．6 4 1 ． 5 6 0 ． 5 4 0 ． 5 4 O ． 6 8 O ．81 O ．8 6 0 ． 9 2 0 ． 9 7 1 ．O 2 1 ．0 8 1 ． 1 4 1 ．2 0 1 ． 2 7 1 ． 3 6 1 ．5 6 1 ．4 8 0 ． 5 6 0 ． 4 6 O ． 6 O 0 ．7 3 O ．7 8 0 ． 8 4 0 ． 8 9 0．9 4 1 ．O 0 1 ．0 5 1 ． 1 2 1 ． 1 9 1 -2 8 1 ．4 8 1 ．41 0 ． 5 8 O ． 3 9 O ． 5 2 0．6 6 0 ．7l 0 ． 7 6 O ． 8 l O．8 7 O ．9 2 O ．9 8 1 ． o 4 1 ． I 1 1 ． 2 0 1 ．41 l - 3 3 0 ． 6 O O-3 1 0 ． 4 5 0 ．5 8 0 ．6 4 0 ．6 9 0 ． 7 4 0．8 O O ．8 5 O ．91 0 ． 9 7 1 ． 0 4 1 ． 1 3 1 _3 3 1 ．2 7 0 ． 6 2 0 ． 2 5 O-3 9 O ．5 2 0 ．5 7 0 ． 6 2 O ． 6 7 0．7 3 0 ．7 8 0 ． 8 4 0 ． 9 0 0 ． 9 7 1 ． 0 6 1 ．2 7 1 ． 2 O 0 ． 6 4 0． 1 8 O _3 2 0 ．4 5 0 ． 5 1 O ． 5 6 0．6 1 0 ．6 7 0 ．7 2 O ． 7 8 0 ． 8 4 0 ． 9 1 1 ．0 0 1 ．2 0 1 ． 1 4 O ． 6 6 0． 1 2 O ．2 6 O _ 3 9 0 ．45 0 ． 4 9 0．5 5 0 ．6 0 0 ． 6 6 O ． 7 1 0 ． 7 8 0 ． 8 5 0 ．9 4 1 ． 1 4 1 ． O 8 0 ． 6 8 O．O 6 O ．2 O 0 _ 3 3 0 - 3 8 0 ． 4 3 0．4 9 0 ．5 4 0 ．6 0 ． 6 5 O ． 7 2 0 ． 7 9 O ． 8 8 1 ．O 8 1 ． 0 2 0 ． 7 0 O ． 1 4 O ．2 7 O ． 3 3 O-3 8 0．4 3 0 ．4 9 0 ． 5 4 O ． 6 O O ． 6 6 O ． 7 3 O ．8 2 1 ．O 2 0 ． 9 7 0 ． 7 2 O ．0 8 O ．2 2 O ． 2 7 0-3 2 O-3 7 0 ．4 3 0 ．4 8 0 ． 5 4 O ． 6 0 0 ． 6 7 0 ．7 6 0 ．9 7 0 ． 9 l 0 ． 7 4 O ．0 3 0 ． 1 6 0 ．2l 0 ． 2 6 0-3 2 0 ．3 7 O ．4 3 0 ．48 0 ． 5 5 0 ． 6 2 0 ．7l O ．91 O ． 8 6 O．7 6 O ． 1 1 O ． 1 6 O．2 l O-2 6 O ． 3 2 O ． 3 7 0 ． 4 3 O ． 5 O O．5 6 O ．6 5 O ． 8 6 0 盘 O 0 ．7 8 0 ． O 5 O ． 1 1 0 ． 1 6 0 -2 l 0 ．2 7 O - 3 2 O _ 3 8 0 ． 4 4 i 0 ． 6 0 0 ． 7 0 O ． 7 5 O_8 O 0 ． 0 5 O． 1 O 0 ． 1 6 O ．2l 0 ． 2 7 O ． 3 3 0 _3 9 0 ．4 6 0 ． 5 5 O ． 7 5 0 ． 7 O．8 2 O．O 5 0 ． 1 0 O ． 1 6 O ． 2 3 O ． 2 7 0 -3 3 0 ．4 0 0 ．4 9 0 ． 7 0 O ． 6 5 0．8 4 0 ．O 5 O ． I 1 O ． 1 6 0I2 2 0 - 3 5 O ．4 4 O ． 6 5 O ． 5 9 0 ． 8 6 0 ．0 6 0 ． 1 1 O ． 1 7 0 ． 2 3 O ． 3 9 0 ． 5 9 0．5 4 0．8 8 0 ． 0 6 0 ． I 1 0 ． 1 7 0 ．2 5 0 ． 3 3 0 ． 5 4 0．4 8 O ．9 0 0 ．O 6 O ． 1 2 O ． 1 9 0 ． 2 8 0 ． 4 8 O，4 3 O ．9 2 O ．O 6 O ． 1 3 0 ． 2 2 0 ． 4 3 O-3 6 0 ．9 4 O ． 0 7 0 ． 1 6 0-3 6 表 3某工程低压无功补偿容量计算结果示例 I U I靳_ 啊 窍 强翻啊l 嘲 咖 iⅡ嚆盱J l j I馘 譬 ■黼 目 ■田疆j 理a 匹 耀 潍 J 曩岗- I _ | _- _ l疆嘲I i 覆明瞩哪 I 蜢i 口№ Ⅱ 硝 隧■■ 瞳丽 汽机P C 1 2 5 0 3 5 0 2 5 2 5 5 O 5 0 5 O 5 O 5 0 5 0 1 8 0 0 1 0 0 0 X2 2 0 0 锅炉P C 2 0 0 0 3 0 0 2 5 2 5 5 0 5 0 5 0 5 0 5 O 2 8 0 0 X 1 0 0 0 2 2 0 0 公用P C 2 5 0 0 3 5 0 2 5 2 5 5 O 5 0 5 0 十 5 O 5 0 5 O 2 8 0 0 X 1 0 0 0 X2 2 0 0 照 明P C l 0 0 0 3 0 0 2 5 2 5 5 O 5 O 5 O 5 O 5 O 1 8 0 0 1 0 0 0 X2 2 0 0 检修P C 1 0 0 0 3 0 0 2 5 2 5 十 5 O 5 O 5 0 5 0 5 0 l 8 0 0 X 1 0 0 0 2 2 0 0 除尘除灰P C 1 6 0 0 3 0 0 2 5 2 5 5 O 5 0 5 O 5 O 5 O 2 8 0 0 1 0 0 0 X2 2 0 0 厂 内输煤P C 2 0 0 0 3 0 0 2 5 2 5 5 0 5 O 5 0 5 O 2 8 0 0 X 1 0 0 0 X2 2 0 0 厂外输煤P C1 6 3 0 3 0 0 2 5 2 5 5 O 5 0 5 0 5 O 5 0 l 8 0 0 X l 0 0 0 2 2 0 0 厂外输煤P C 2 1 0 0 0 3 0 0 2 5 十 2 5 5 o 5 0 5 O 5 o 5 0 1 8 0 0 X l 0 0 0 2 2 0 0 简言之，晶闸管控制 的 S VC静止无功补偿 器，出现在 2 0世纪 7 0年代初期，可 以说是灵 活交流输 电家族 的最早成员，其实它只是 以晶 闸管代替了常规 的机械开关，使得开断次数不 再受到限制，但它的性能明显优于常规的机械 开关投切电容器。 2 ．3中压 S V G无功补偿 S V G S t a t i c V a r Ge n e r a t o r 静止无功发生器， 2 6 - 2 0 1 5 年 1 0 月 第 5 期 原理图见图 3 ，它不再采用大容量的电容、电感 器件 ，而采用全控型 电力 电子器件 I GB T组成 的桥 式变流器来进行动态无功补偿 。基本原理 是将 自换相桥式 电路通过 电抗器直接并联在 电 网上，适当的调节桥 式电路交流侧输 出电压 的 相位和幅值或直接控制其交流侧 电流，使该电 路吸收或发 出满足要求的无 功电流，从而实现 动态无功补偿的 目的，它属于智能电力 电子无 功补偿方式，能根据 负荷的变化情况来进行无 t● h _ n _ 发电 设计 火 电 厂 厂 用 电 系 统 的 三 种 无 功 补 偿 方 法 嘲嘲 嘲 髓 固 蚕 功调节 。 装 置 中六个 可关 断晶 闸管分别 与六 个二 极管反 向并联，适 当控制晶闸管 的通断，就可 以把 电容器上的直流 电压转变为与系统 电压 同 步 的三相交流 电压 ，装置 的交流侧通过 电抗器 并联接入系 统。重 要的是，母 线 电压较 低时， S V G仍可向系统输入较大的无功 电流 ，即小容 量 的储能原件 电容器，可以供给系统更大 的无 功容量。将 多组变流器进行多重化连接，就可 以实现大容量调节 ，并应用于大型电力系统中。 成套装置基 于链式 串联 结构、星 型连接， 采用高速可关断电力电子器件 I G B T，响应速度 极快 ，I G B T开断 响应时 间小于 2 s ，使 S VG 成套装置响应时间大大缩短 。S V G可动态跟踪 电网 电能质量变化，并根据变化情况动态调节 无功输 出，动态响应时间不大于 5 ms ，抑制 电 压波动与 闪变能力更好。 S V G 原 理圈 图3 S VG 原理 图 图 3中 ， i L ．P P ／ √ 3 c o s 4 式中 i L ． P为用 电负荷 的线 电流 A； P为用电负 荷输入功率 W ； b 为 电源线电压 V； c o s 为用电负荷功率因数 ； 由此可见，当输入 功率 P一定时，线 电 流 i L ． P与功率因数 c o s 成反 比，即功率因数越 大 ，用 电负荷 的线 电流越小，损耗越小，压 降 越小，因此对于 中压母线来说，提高母线上 的 功率 因数多有益处。通过 自换相桥式 电路提供 的无功补偿 电流 ，可 以有效降低用 电负荷 的线 电流， 从而实现降低线路损耗、 减少压降的目的。 将 S VG无 功 补偿 成 套 装 置 设在 l 0 ． 5 k V 厂用母线段 上，以 1 0 ． 5 k V侧母 线无功功 率或 l 0 ． 5 k V母线电压作为控制 目标， 可实现如下功能 1 功率因数补偿 在补偿容量足够的情况 下，可将 l 0 ． 5 k V母线进线点的功率因数值控制 在 0 ． 9 5范围内。 2 输出无功容量 成套装置 以 1 0 ． 5 k V侧 母线无功功率、1 0 ． 5 k V侧母线电压作为控制 目 标，输 出在额定感性容量到额定容性容量连 续 可调的无功功率。 3 响应时间 装置可动态跟踪电网电压变 化及负载变化，并根据变化情况动态调节无功 输 出，实现高功率 因数运行。动态响应 时间不 大于 1 0 ms 。 4 谐波特性 S VG能 同时实现动态 无功 补偿和动态滤波于一体 ，滤波效率高，采用先 进控制理论和全数字控制方法 ，实时检测 电网 中负荷 电流，快速分离出谐波 电流分量，并根 据谐波 电流的大小产生控制指令 ，实时将大小 相等、方向相反 的补偿 电流注入到 电网中，可 有效滤除 l 3次以下谐波 电流。 5 运行效率 装置运行过程中，平均有功 损耗不大于成套装置输出容量的 0 ． 8 ％。 中压 S V G无功补偿柜 的补偿容量计算为 Q ta n ta n 6 ／ 1 ／ c o s 1 一 1- - 41 ／ c o s 2 一 1 f 5 ＼ l o o L ‘ 1 0 0／ 式中 c o s 1 ； c o s 2 ； P； k的定义同公式 2中说 明 ； ％ 为 中压母 线所接 干式变压器 的 阴抗 电压 百分值 ％ 为中压母线装设 补偿装置后，通过干式变 中压侧的最大负 荷电流量 A ； ， e 为干式变干式变中压侧的 额定 电流值 A ； 厶 ％ 为干式变空载 电流 百分值 ％ ，经验数值参见表 4； 为干式 变干 中压侧 的额定容量 k V A 。 2 o 1 5 年 1 0 月 第 5 期 ．2 7 各 项 经 济 指 标 均 达 到 设计 要 求 。在 供 热 期 间 发 电和 供 电平 均 标 煤 耗 ， 分 别 降 低 约 1 2 1 k g ／ MWh和 1 2 0 k g ／ MWh 。电厂经济效益大 大提高。 5节能减排社会效益分析 本 供 热 项 目二 次 改造 后，设 计 供 热 负 荷 7 7 5 MW，年 供 热 量 为 7 7 1 ． 4 X 1 0 G J ， 其 中 乏汽 供 热量 为 5 8 0 ． 4 X 1 0 GJ 、蒸 汽 供 热量 为 1 9 1 1 0 GJ 。 乏 汽 供 热 量 占总 供 热 量 的 7 5 ． 2 4 ，乏汽供热面积约 1 0 4 1 X 1 0 m 。 改 造 后 比 改 造 前 实 际 供 热 负 荷 增 加 3 3 0 MW，供热面积增加 6 0 3 ． 9 X 1 0 m ，年实际 增加收入 1 2 6 8 1 ． 9万元 。比改造前设计供 热负 荷增加 1 7 7 MW，供热面积增加 3 1 6 ． 1 1 0 m ， 年增加收入 6 6 3 8 ． 1 万元。 2 3 0 0 MW 机组乏汽供热量约 5 8 0 ．4 1 0 4 G J ， 按照机 组的效率 f 供热标煤耗 3 7 ． 4 5 k g ／ GJ ，扣 除机组背压 提高多耗标煤 0 ． 7 9 X 1 0 4 t ，相 当于 年节约标煤 2 0 ． 8 9 8 1 0 t ，相应减少 S O， 排放 量 6 2 6 9 t 、减少 C O ， 排放量 5 3 ． 0 8 1 0 t 、减少 NO 排放量 2 9 7 2 t 、减少烟尘排放量 4 9 7 t 、减 少排 灰渣 1 3 ． 7 5 1 0 t 。 项 目二次改造实施后，节能减排和社会效 益比较显著。 6结语 经过多种计算 比较得 出，方案一空冷机组 低真空 热泵 热网加热器组合技术方案合理 经济 ，回收乏汽余热最大化，供热能力最大化。 回收余热改造工程应注意以下几点 1 在改造常规供热方式时，一定要结合当 地城市供热规划，可 以按一次规划分期建设考 虑，应避免造成较大拆除工程量和二次改造投资 浪费，以提高改造技术方案的合理性和经济性。 2 供热面积和供热量，是考虑供热改造技 术方案的主要因素。 3 机组容量和排汽冷却方式，也是确定供 热改造技术方案的重要因素。 4 热 电厂 或火电厂 回收乏汽余热供热 项 目投运后，应及时办理节能 申请报告，享受 政府一次性节能减排补贴、供热增值税减半即 交即退和热泵 f 节能 设备增值税退税抵扣改造 投资费用的优惠政策。 参考文献 [ 1 ]孟繁晋．抽凝机组低真空循环水供热技术热力学分 析[ J ] ．暖通空调 ，2 o 1 2 ，4 2 9 ． [ 2 】王强．基于吸收式换热 的电厂余热利用技术探讨【 J ] ． 中国高新技术企业 ．2 0 1 4 ，2 8 9 1 0 ． [ 3 ]芮光 雨，王彤 ．项 目泱 策分析与评 价[ M] ．北 京 中国计划 出版社 ，2 0 0 3 ． ■■■■■■■■■■■■匿 圄团■■■■■■■_ 3结论 二 届 徐州 科 技论 坛 暨徐 州 I 市 第五 届 青 年学 术 年 会论文集 下册 ．徐州 徐州 市科协 ，2 0 0 9 ． 现代化火电厂先进设备的逐渐引进，对 [ 2 ]冯昌 瑾．关于发电 厂用电 系统应用无功补偿技 j 厂用电供电的可靠性和安全性提出了 更高要 术的 若 干 思 考[J ] ． 硅 谷 ． 2 0 1 3 ， 1 ． ；求。笔者借鉴欧洲工程、电网、工矿企业等 [3 1 张香明．1 0 k V高压电 动机的 无功就地补偿[J ] ． 无功补偿的成功经验，将火电厂类同为一个 降 损节能． 2 0 1 0 ， 0 4 ． j l F i,k，探讨了三种适用于火电厂厂用电 【4 ] 牟 旭涛 无 功补 偿 在发电 厂 厂 用电 系统 的 应用 ； 系 统的 无功 补偿设计方 法，并 给出了 工 程应 研 究[ D ] 济 南 山 东 大 学 ， 2 o 0 4 l 。 ． 季 功 补 装 置 I A , 提 了 垄 电 I⋯E E E 蚴S td l s p10 3 1 ⋯ -- 2 0 0 0 I E E E , G u。 i d 机 发 出电能的利用 率，降低 了厂 用 电消耗， c 。 m 。 。 t 。 1 ． 使火 电厂低于标准要求的功率 因数达标，降 [ 6 ]水利r电力部西 - t -北 a 电力设计院 ． 电力工 程 电气设 低了线路损耗 ，延长了设备寿命 。 计手册第一册 [ K ] ．北京 中国电力出版社， 9 ， 10 Q0 i 参考文献 [7 ] G⋯B ／T～ 1o 2 2 8 2 0 0 8 ， 干 式 电 力 变 压 器 技 术 参 数 [ 1 】李明慧 ． 浅谈低 压用 电线路的 降损节 电 [ G ] ／ ／ 第 和要求 [ s ] ． 3 8 ． 2 0 1 5 年 1 0 月 第 5 期