产品概述
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磁阀式MCR型SVC是在老式的饱和电抗器技术基础上,由俄罗斯科学家提出,创造性地引进了“磁阀”概念,使铁芯只有小部分截面饱和,大部分可以不饱和。解决了老式饱和电抗器铁芯全部过饱和带来的非线性而导致的谐波较大的问题,同时降低了整个装置体积、重量和噪音。一改老式饱和电抗器给人以笨重、噪音大、谐波大的印象,具有了谐波小,响应快,耐高压、运行稳定、占地小,使用寿命长的优点。使得磁阀式MCR型SVC在俄罗斯、乌克兰、美国、印度、中国及世界各地得到了快速的发展和各行业广泛的应用。对提高电能质量,降低无功电流损耗,滤除系统谐波,稳定电网电压,提高电网运行安全可靠性有着优良的应用特性。
一、系统功能:
1、提高功率因数,减少线路无功电流带来的线损;
2、同时抑制和滤除谐波,降低电压波动、闪变、畸变,稳定电压,增强系统阻尼,抑制汽轮机发电系统存在的次同步谐振,缓冲功率振荡;
3、微电子控制系统,无需机械投切设施;高速响应、平滑、无级动态调节。
二、应用场合:
1、钢铁、冶金、石化行业
2、电气化铁路
3、风力发电场
4、煤矿、船厂、港口大型提升机
5、超、特高压长距离输电网络
6、供电局电网的中高压变电站(66-220kV)
三、MCR型SVC技术对比:
磁阀式饱和电抗器无功补偿(MCR型SVC)与相控电抗器无功补偿(TCR型SVC)比较:
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比较项目
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MCR型SVC
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TCR型SVC
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可控硅响应时间
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小于10ms
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小于10ms
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整机响应时间
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100-300ms
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40-200ms
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谐波发生量
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小,5次<2.6%,7次<1.5%,
11次<0.6%,13次<0.3%
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大,5次:5.0%,7次:2.6%,
11次:1.0%,13次:0.7%
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可控硅两端承受电压
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小,勿需串联
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大,需串联
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可控硅发热
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小,勿需水冷却设备
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大,需水或专用热管冷却设备
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可控硅安装方式
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户外箱内
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户内
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分相调节
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可以
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可以
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运行维护
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免维护
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结构复杂,维护量大
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可靠性
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平均无故障运行时间为25年
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一般,可控硅易烧毁
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过载能力
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1.5倍
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无
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电磁污染
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无
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主电抗器辐射大量交变磁场,对人体有害
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声级水平
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稍高,70-72分贝
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较低,62分贝以下
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有功损耗
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平均0.5%~0.8%
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平均0.5%~0.8%
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占地面积
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小
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大
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四、技术特点:
1、 可靠性极高。MCR型SVC最主要的特征就是SCR安装在低压回路而不直接安装在主回路中,SCR所需要承受的电压仅为主回路的1%左右,正因如此,MCR型SVC具有极高的可靠性。
2、 较低的谐波含量,三相角接的系统的THD小于5%,符合国家规定的相关标准,如果采用多重化接法THD可以降低到1.2%左右,甚至更低。
3、 体积小,可控电抗器本体的体积仅为传统TCR的2/5左右。
4、 非常适合于高压电网的直接挂网运行,大幅降低成本,减少占地面积。
5、 响应速度快,可以达到100-300ms,完全可以满足电力设备对动态无功补偿的要求。
6、 不需要TCR型SVC所需的冷却设备,减低了故障率,减少用地面积。
五、常用MCR 外形尺寸与重量及安装方式:
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容量(kVAR)
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长X宽X高(mm)
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总重(kg)
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冷却方式
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散热器形式
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630
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2500X660X1280
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4180
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风冷
(干式)
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风扇
(备投)
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1250
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2800X800X1280
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6990
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2000
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3200X1000X1360
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10020
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3150
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3600X1000X1600
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13000
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5000
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4000X1200X1800
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16900
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油冷
(油浸式)
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自然油循环冷却
及一次强迫油泵循环加二次风扇风冷
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6300
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4500X1600X2200
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21600
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10000
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6000X1800X2600
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26000
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20000
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7000X2000X2800
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16000*3相
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30000
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7600X2200X2800
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22000*3相
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50000
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8500X2400X2800
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28000*3相
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80000
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9000X2500X2800
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39000*3相
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注:大于80000 kVar的另行特别设计,单位容量体积会降低。以上数据作为设计参考,实物可能会根据具体不同情况稍有差别。
安装方式:油浸式电抗器可选择户内户外安装,干式电抗器一般需要户内安装;
晶闸管柜需要户内安装,尽量靠近电抗器;
电容器组可选择户内户外安装都可以。
六、几个疑问解疑:
1、问:MCR型SVC由于采用铁芯电抗器且铁芯运行于饱和状态,由此带来的损耗是否会比TCR型SVC要大?
答:表面上看来,MCR型SVC采用铁芯电抗器,TCR型SVC采用空心电抗器。多了铁芯的铁损,似乎会增加整机的损耗率。确实,有铁芯肯定有铁损,这个毫无疑问。但是,如果我们不要单盯着铁损这一个点,而是更精确,更细致、更综合地分析一下TCR与MCR各自的损耗,就会得出更合理、更全面、更正确的结果:
1.1、铁损占整个设备的损耗比例不大:整机设备的损耗包括铁损、线损(铜和铝线的损耗)和可控硅发热损耗,铁损在整个损耗里面只占不到5%的比例。普通变压器的铁损包括磁滞损耗和涡流损耗,其中磁滞损耗占铁损的80%,涡流损耗占铁损的20%,由于磁阀式饱和电抗器工作状态偏离了零磁通点,所以避免了磁滞带来的损耗,只有20%的涡流损耗。所以磁阀式饱和电抗器铁损只有普通变压器铁损的30%,再加上铁损只有线损的20%多,所以MCR的铁损是很小的。
1.2、其实整个SVC装置的损耗最大部分是线损和可控硅发热损耗,现在我们来分析MCR和TCR的线损:首先,TCR空心电抗器采用的是铝导线,MCR铁芯电抗器采用的是铜导线,铝比铜电阻要大,发热量肯定要大,这是众所周知的。另外,就导线的长度来讲,根据电抗器阻抗公式:X=ω*u*n2 *S/L,可知在同等的电压和容量情况下,导线的长度的平方与介质导磁率成反比,由于铁芯的导磁率是空气的导磁率的2000到8000倍,由此可见同容量的空心电抗器的铝线长度要比铁芯电抗器的铜线长度长很多倍(MCR也有气隙,不过很小,一般长度只有几个厘米,大部分磁路是在铁芯中传导)。铝线越长,引起的电阻线损越大。如果要减少线损,只有增大导线横截面,这样的方法也是需要以数倍的投资成本才能换来的,性价比太低,也不合适。
1.3、还有TCR型SVC的可控硅直接串接在高压主回路中,需要的可控硅容量很大,导致的发热量是很大的,如果可控硅发热量不大,何必要复杂昂贵的大型冷却设备?而MCR型SVC的可控硅整流设备是工作在低压小功率运行状态小,发热量很小,完全不需要冷却设备(除非超过50MVar的大功率MCR型SVC,也只需要加装小功率的风冷冷却设备)。综上所述,MCR型SVC比较TCR型SVC而言的损耗是很低的,只有后者一半以下。
2、问:MCR型SVC由于采用饱和铁芯电抗器,会产生较大的噪音?
答:不管是变压器还是电抗器,都会产生噪音,但是产生噪音的主要原因不在于是否饱和(当然铁芯工作磁密度越高,噪音会越大,但是可以通过加强固化工艺来减低噪音),而是在于厂家的制造工艺。目前我国变压器技术已经日趋先进,在加固整体结构,加强铁芯和支架的整体性和降低铁芯震动技术已经很完善。大型变压器的噪音水平已经降低到符合国家环境保护标准要求的范围内(70分贝以下)。我公司采用国内名牌变压器电抗器生产厂家的产品,完全通过国家环境规定的环境噪声排放标准,噪音水平在70分贝以下。不会对周围环境产生噪音污染。
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