基于VCR 的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方案

黃啟哲 覃江英 鄧春明

廣西電網(wǎng)公司河池供電局

1 引言

無功補(bǔ)償對(duì)于維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行是十分重要的。某10kV 線路配置10kV/35MVar 晶閘管控制電抗器（TCR）型SVC 進(jìn)行無功補(bǔ)償，并有3 次、5 次、7 次和11 次濾波器裝置。該套裝置位于三樓樓頂露天，其中，TCR 型SVC 采用三相空芯電抗器呈“一字型”，且間離過近不符合空芯電抗器的安裝布置規(guī)范要求。據(jù)工作人員反映自2008 年投運(yùn)以來，TCR 運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)震動(dòng)及干擾等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工作人員的正常工作，更危及整棟樓的鋼筋混凝土架構(gòu)。詳細(xì)如下：

震動(dòng)聲很大，轟隆作響，嚴(yán)重影響人員正常工作；

震動(dòng)過大導(dǎo)致支撐TCR 的樓層鋼筋混凝土架構(gòu)損壞嚴(yán)重；

每次開機(jī)后，同樓層的辦公室電腦顯示器花屏嚴(yán)重，影響人員正常工作。

將200～300 mg的淀粉樣品置于一個(gè)直徑為4 mm的旋轉(zhuǎn)圓筒中。掃描次數(shù)為3000，循環(huán)間隔時(shí)間為2 s。利用Tan[9]等人的方法對(duì)所得到的光譜扣除無定型，得到有序結(jié)構(gòu)部分的光譜，最后對(duì)螺旋含量進(jìn)行計(jì)算。

盡管采用三角形接線方式能夠使3 次諧波相互抵消，但其他次諧波仍較大。TCR 正常運(yùn)行時(shí)最大特征諧波電流值如表1 所示。由表可知，TCR 正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的特征諧波注入電網(wǎng)，因此必須采取措施將這些諧波消除或減弱。

“優(yōu)品生活 農(nóng)墾直供”。農(nóng)墾直供全國(guó)健康連鎖食品超市項(xiàng)目，是開設(shè)在各大城市社區(qū)的品牌實(shí)體店面，響應(yīng)國(guó)家食品安全號(hào)召，依托各墾區(qū)的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品資源，優(yōu)選全國(guó)35個(gè)墾區(qū)的綠色、有機(jī)、農(nóng)墾可追溯農(nóng)產(chǎn)品，直供到社區(qū)千家萬戶的消費(fèi)者手中，將墾區(qū)生產(chǎn)與百姓生活相連接。秉持“守護(hù)國(guó)人餐桌飲食安全、讓百姓健康幸福生活”的企業(yè)使命，采用“產(chǎn)地直供+體驗(yàn)營(yíng)銷+配送服務(wù)+膳食科普+農(nóng)場(chǎng)旅游”五位一體的經(jīng)營(yíng)模式，全方位立體式宣傳農(nóng)墾的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值品質(zhì)，為服務(wù)國(guó)民飲食“新食代”綠色健康生活而努力奮斗。

2 TCR 的工作特性及其破壞作用原因分析

TCR 的原理及運(yùn)行特性

圖1 TCR 原理圖框圖

表1 TCR 正常運(yùn)行時(shí)最大特征諧波電流值

單相晶閘管控制電抗器（TCR）原理框圖如圖1 所示，由固定空芯電抗器和雙向?qū)ňчl管系列。通過控制晶閘管的觸發(fā)延遲角α，電流可以通過反應(yīng)器連續(xù)調(diào)節(jié)，在0 到最大值之間變化，相當(dāng)于改變電抗器的等效電抗器。

針對(duì)以上出現(xiàn)的問題，本文通過分別分析TCR 的工作特性及其破壞作用原因和MCR 的工作原理和運(yùn)行特性MCR，比較了MCR 相對(duì)于TCR 的主要優(yōu)點(diǎn)，提出了基于MCR 的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償整改方案。

TCR 的諧波特性及破壞作用分析

通過調(diào)節(jié)鐵芯磁導(dǎo)率來改變補(bǔ)償容量，諧波電流降至TCR 的一半以下；

TCR 的諧波電流大小與容量成正比，容量為35MVar 的TCR 的基波電流為2kA，則5 次諧波電流最大值為110A，產(chǎn)生較大電磁場(chǎng)向周圍空間輻射發(fā)散。由此致使辦公室電腦出現(xiàn)屏幕花屏現(xiàn)象。

由于TCR 安裝在鋼架混泥土結(jié)構(gòu)的樓頂，沒有采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土中的垂直支柱和水平橫梁交叉連接，構(gòu)成了很多環(huán)形的鋼筋結(jié)構(gòu)。這些鋼筋架構(gòu)在諧波電流最大值110A 產(chǎn)生的時(shí)變電磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生較大的電磁力，導(dǎo)致樓架至上而下出現(xiàn)裂縫等嚴(yán)重破損現(xiàn)象。

學(xué)生一般對(duì)數(shù)學(xué)全息定義的學(xué)習(xí)普遍感到困難，如對(duì)數(shù)定義、函數(shù)單調(diào)性定義、函數(shù)極限的ε-δ定義等，雖然它們只有幾十個(gè)字，但學(xué)生要想真正理解它們的內(nèi)涵、熟練掌握它們的應(yīng)用是相當(dāng)不易的．在教學(xué)時(shí)應(yīng)安排足夠的時(shí)間，教師與學(xué)生都需要做好充分準(zhǔn)備(包括思想準(zhǔn)備)，并付出相當(dāng)多的勞動(dòng)．

3) 根據(jù)鐵鉆工對(duì)其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)功率的需求，選擇液壓泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的減速器并選擇配套電動(dòng)機(jī)，提出了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本方法。

3 基于MCR 的動(dòng)補(bǔ)整改方案

MCR 的工作原理和運(yùn)行特性

（1）方案一 就地替代TCR

（1）預(yù)裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對(duì)于中等堅(jiān)硬巖石，縫寬應(yīng)≥1.0cm；堅(jiān)硬巖石縫寬應(yīng)達(dá)到0.5cm左右；但在松軟巖石上縫寬達(dá)到1.0cm以上時(shí)，減振作用并未顯著提高，應(yīng)多做些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以利總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

MCR 快速跟蹤負(fù)荷變化，可控電抗器容量調(diào)節(jié)范圍可在額定值與接近零之間任意快速、連續(xù)調(diào)節(jié)；空載到額定容量，或額定到空載容量過渡過程時(shí)間不大于20ms～60ms。如圖3 為可控電抗器（MCR）的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖。

飛入混沌，飛入天空，飛入《福音書》。 陀思妥耶夫斯基以自己的辯證法焚毀了所有的丑，敞開了完全的自由，無限的自由以通向各種各樣的美……[5]545

2018年前3季度，我國(guó)總體進(jìn)出口增長(zhǎng)繼續(xù)加快，國(guó)內(nèi)城市化進(jìn)程不斷取得新成效，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革有效促進(jìn)企業(yè)成本降低和企業(yè)負(fù)債率下降。今年前3季度固定資產(chǎn)投資同比增長(zhǎng)5.4%，商品房庫(kù)存減少，同期商品房銷售面積同比增長(zhǎng)2.9%，社會(huì)消費(fèi)品零售總額同比增長(zhǎng)，加上我國(guó)停止天然林采伐等利好消息促進(jìn)了林產(chǎn)品進(jìn)口;另外，國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)，以及歐美市場(chǎng)的復(fù)蘇帶動(dòng)了我國(guó)林產(chǎn)品的出口。原木進(jìn)口保持增長(zhǎng)，鋸材進(jìn)口維持去年同期水平，木家具出口數(shù)量增加，出口金額下降，其他林產(chǎn)品除中高密度纖維板外出口保持增長(zhǎng)。

與TCR 相比MCR 的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

采用鐵芯電抗器構(gòu)成閉合磁路，不向外輻射電磁場(chǎng)，電磁干擾小；

前面分析得知，由工作原理特性所致，TCR 會(huì)產(chǎn)生較大諧波電流，作用在空芯電抗器上，產(chǎn)生時(shí)變電磁場(chǎng)向周圍環(huán)境發(fā)散輻射，導(dǎo)致電腦花屏無法正常工作，甚至鋼筋混凝土架構(gòu)樓層出現(xiàn)裂縫破損嚴(yán)重。因此，可以考慮其他結(jié)構(gòu)原理的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，需具有低諧波、閉合磁路且占地面積小等特點(diǎn)。

在某10kV 線路中，配置有3 次、5 次、7 次和11次濾波器裝置。在電路上，可以減少較大部分注入母線的諧波電流。由于TCR 的電抗器為空芯（無鐵芯），磁路沒有閉合，在諧波電流作用下，會(huì)產(chǎn)生高次時(shí)變電磁場(chǎng)，并對(duì)外輻射散播，在一定空間內(nèi)產(chǎn)生電磁干擾。

無需幾十個(gè)晶閘管串聯(lián)控制，且整套裝置可放置于室外，占空間小。

動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償整改方案

采用MCR 型動(dòng)態(tài)無功償裝置代替TCR，可以避免諧波電流大和電磁場(chǎng)輻射等問題。建議采用MCR 代替TCR 的整改方案。

現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償主要有TCR 型和MCR 型，MCR 型SVC 由MCR 和FC兩部分組成，F(xiàn)C向系統(tǒng)提供固定的容性無功并濾除高壓母線上的各次諧波；MCR 為磁控電抗器裝置，通過實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷控制系統(tǒng)的變化來改變晶閘管的觸發(fā)角，從而為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的可變電感的功。相容性無功和感性無功與此相反，兩者相加會(huì)改變反應(yīng)功率的變化，從而抑制電壓波動(dòng)，提高功率因數(shù)和其他影響。

TCR 為空芯電抗器為三相分體結(jié)構(gòu)可按“一字型”或“品字型”布置，而MCR 的三相電抗器為三柱或五柱鐵芯結(jié)構(gòu)的一體式。TCR 現(xiàn)安裝位于三樓，TCR 下面的鋼筋混凝土架構(gòu)的三個(gè)支柱能夠承受三個(gè)空芯電抗器，無法承受單體帶鐵心的MCR 的重量。因此，該方案需要至下而上的加固其鋼筋混凝土支柱。

（2）方案二 一樓室內(nèi)安裝MCR

在一樓的房間里面找個(gè)空間安裝MCR 本體和控制部分，且需按要求重新設(shè)計(jì)承重地基，建議該地基與樓層架構(gòu)相互獨(dú)立，減少運(yùn)行時(shí)固有的機(jī)械顫動(dòng)傳到樓房結(jié)構(gòu)上，最大程度減小影響。

（3）方案三 室外安裝MCR

在室外安裝MCR，可在10kV 母線任何地方并聯(lián)MCR（變電所附近為宜）。該方案的MCR 本體和控制部分可放置于室外，按要求承建地基等即可。

上述三個(gè)方案中，室外安裝最好，其次為一樓室內(nèi)安裝，就地安裝MCR 的承重要求較高需要加固支柱，且本體的固有顫動(dòng)會(huì)傳予樓層。

4 基于MCR 的動(dòng)補(bǔ)整改方案

對(duì)于基于TCR 的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方案出現(xiàn)的問題，本文分別分析TCR 的工作特性及其破壞作用原因和MCR 的工作原理和運(yùn)行特性，比較了MCR 相對(duì)于TCR 的主要優(yōu)點(diǎn)，提出了三種基于MCR 的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償整改方案。