一、概述 隨著電力電子設(shè)備技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率電力電子設(shè)備的大量投入，注入電網(wǎng)的諧波日益增多，電網(wǎng)污染日趨嚴(yán)重，電網(wǎng)品質(zhì)嚴(yán)重惡化。傳統(tǒng)的靜態(tài)補(bǔ)償及靜態(tài)無(wú)源濾波裝置已無(wú)法滿足改善電網(wǎng)質(zhì)量要求，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（快速跟蹤無(wú)功補(bǔ)償）與諧波治理的問(wèn)題日益突出，為此在2006年，電氣公司與北京時(shí)代派奧斯公司共同研制開(kāi)發(fā)出TFC系列智能型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償濾波裝置，應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信號(hào)技術(shù)、智能控制技術(shù)，采用科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段，一方面有效的解決了諧波無(wú)功干擾并聯(lián)電容器投切補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題，另一方面可根據(jù)用戶實(shí)際要求抑制或治理諧波，清潔電網(wǎng)環(huán)境，是新一代智能化動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理的新型裝置。 TFC系列動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償濾波成套裝置，主要由監(jiān)控終端、開(kāi)關(guān)模塊、電容器、電抗器、斷路器、機(jī)柜等構(gòu)成，按功能可分成標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧型、非標(biāo)濾波型，高壓補(bǔ)償型。 二、典型原理 三、主要技術(shù)特點(diǎn) 1.設(shè)計(jì)為相對(duì)獨(dú)立的控制與監(jiān)測(cè)保護(hù)兩個(gè)模塊，將動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償濾波成套裝置與配電自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)投切控制、相關(guān)電能質(zhì)量、配電參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)控。 2.在線電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)——采用高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP作為CPU，運(yùn)算速度可達(dá)2000萬(wàn)/秒，采用16位AD裝換，可實(shí)現(xiàn)高速同步采樣，采集三相電壓、電流信號(hào)，采樣頻率3.2KHZ，快速FFT（傅立葉變換）算法實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的精確檢測(cè)和計(jì)算。 3. 可存儲(chǔ)記錄整點(diǎn)數(shù)據(jù)、累計(jì)數(shù)據(jù)及各種事件，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間60天以上。 4.配置多種通訊接口、多種通訊協(xié)議，通過(guò)遙測(cè)、遙信、遙控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方在線監(jiān)測(cè)、瀏覽和設(shè)置。 5.具備過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、斷電保護(hù)、缺相保護(hù)、不平衡保護(hù)、過(guò)流及短路保護(hù)等多種數(shù)字化保護(hù)功能，保證設(shè)備安全運(yùn)行。 6.投切開(kāi)關(guān)采用先進(jìn)的大功率晶閘管電流過(guò)零點(diǎn)投切技術(shù)，在10ms內(nèi)完成投切，實(shí)現(xiàn)零電流投入零電流切除，確保無(wú)涌流，無(wú)沖擊，運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、可靠。 7.獨(dú)立風(fēng)道散熱系統(tǒng)使得晶閘管散熱均勻，冷卻風(fēng)力集中，冷卻強(qiáng)度高，有效的提高了晶閘管的使用效率，整體散熱效果好。 四、主要技術(shù)指標(biāo) 1.額定電壓：分為400V、660V、1100V三個(gè)檔級(jí) 2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間：﹤20ms 3．諧波測(cè)量范圍：1-31次 4.精度：電壓、電流0.5級(jí)、功率1.5級(jí) 5、基波無(wú)功補(bǔ)償：功率因素可達(dá)到0.9-0.95以上 五、系統(tǒng)應(yīng)用 包鋼煉鋼廠新轉(zhuǎn)爐變電所是連鑄區(qū)域的供配電系統(tǒng)，是煉鋼廠生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)狀是無(wú)功負(fù)荷較大，電能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，諧波含量較多，新轉(zhuǎn)爐變電所現(xiàn)有四段母線，為了提高功率因數(shù)和治理諧波，所以在2006年6月新裝四套TFC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償濾波裝置，每段母線配備一套，配置如下： Ⅰ、Ⅱ段： 單柜 440 KVr 660A 400V Ⅲ 、Ⅳ段： 雙柜 主柜 375 KVr 565A 400V 輔柜 430 KVr 650A 400V Ⅰ、Ⅱ段使用的電容器：360μF×4（并聯(lián)） 360μF×2（并聯(lián)） 360μF×1 180μF 六、問(wèn)題的解決 在使用TFC裝置前，各段母線的功率因數(shù)分別如下： Ⅰ段：A相：0.7683 B相：0.6820 C相：0.7636 Ⅱ段：A相：0.8074 B相：0.8423 C相：0.7800 Ⅲ段：A相：0.7884 B相：0.6982 C相：0.7956 Ⅳ段：A相：0.6777 B相：0.7851 C相：0.8272 各段功率因數(shù)較低，并且各相功率因數(shù)不平衡； 在使用TFC裝置后，各段母線的功率因數(shù)分別如下： Ⅰ段：A相：0.9989 B相：0.9994 C相：0.9992 Ⅱ段：A相：0.9936 B相：0.9930 C相：0.9932 Ⅲ段：A相：0.9895 B相：0.9873 C相：0.9887 Ⅳ段：A相：0.9986 B相：0.9990 C相：0.9981 各段母線經(jīng)過(guò)無(wú)功補(bǔ)償后的功率因數(shù)均可達(dá)到0.98以上，并且各相之間平衡。 TFC裝置的使用不僅僅是功率因數(shù)的提高，更為重要的的是TFC裝置的反應(yīng)速度是30ms，比傳統(tǒng)的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)更能適應(yīng)如今日益復(fù)雜變化的負(fù)載結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，采樣、執(zhí)行及等待變化的時(shí)間大約為30――50S，已不能適應(yīng)如今現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的要求。而且隨著負(fù)載變化的復(fù)雜性和快速性，原有的無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，由于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)的安全造成了一定程度的威脅。因此TFC裝置的成功應(yīng)用，又在低壓動(dòng)補(bǔ)的領(lǐng)域里開(kāi)拓出一片新的天地。特別是在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化的今天，為電氣公司增加了制勝的籌碼。