SV G无功补偿在选煤厂供电系统中的应用

李欣蓉

（龙煤矿业集团鹤岗分公司新一选煤厂，黑龙江 鹤岗154100）

1 引言

近几年，随着社会经济的不断发展，各领域对煤矿资源的需求量不断增加，也对选煤厂的生产工艺、电力系统等方面提出了更高的要求。在此情况下，选煤厂为了能够确保选煤作业的有效进行，保证生产质量及效率，都在不断提升自己的技术应用水平。在现阶段大部分选煤厂电力系统的运行过程中，一般都是采用电力电子装置及大量感性负荷。而这种方式，从某种程度上降低了电力系统的功率因数，加大了电能的损耗。在这种情况下，电力资源的消耗过于严重，对电力系统造成了严重的影响。

2 无功补偿的作用

某选煤厂的生产过程中，使用的设备主要有离心机、皮带运输机及脱水机等设备，其使用的设备大部分都是感性负荷，当设备启动或停止时，会造成谐波与无功的产生，从而对电力系统造成一定的影响，出现电压波动的情况。实际上，在上述过程中，三相电压的波动并不会影响电力系统的供电质量，却会影响设备的正常运行，使设备的使用寿命减少，为选煤厂的生产埋下一定的安全隐患。鉴于此，选煤厂必须采用无功补偿的方式，避免谐波与无功对电网带来的冲击，降低供电线路与变压器的损耗，改变电能浪费的情况，保证选煤厂的经济效益。

3 SVG无功补偿的具体应用

实际上，在很早的时候，工人们就想出了采用无功补偿的方式来解决生产过程中无功的情况。随着科技水平的不断提高，无功补偿的方式也在不断改善，在确保无功补偿方法基本作用的同时，提高整个电力系统的运行效率。下面，本文对SVG无功补偿法在选煤厂中的实际应用展开分析。

3.1 电容器投切

电容器投切主要是采用并联电容器的方式，来补偿电力系统运行过程中产生的无功分量，该方法在实际应用中比较简单，其维护工作也非常方便，且所花费的成本较低，是一种比较可靠的无功补偿方式。不过，对于选煤厂来说，这种方式却并不适用。这主要是由于：选煤厂电力系统的运行过程中，其负荷变化是非常大的，无功分量的动态变化波动也比较明显，这种环境并不利于电容器投切法的应用。

3.2 静止无功补偿装置SVG

静止无功补偿装置SVG主要是利用FACTS控制器（晶闸管控制型与投切型），使其能够连续、灵活地调节无功输出状态，相比电容器具有较高的实用性。同时，晶闸管控制型的FACTS控制器主要是通过调节导通角，来控制电抗器吸收无功的情况，从而达到补偿无功分量的作用。不过，在上述过程中，会产生不同程度的谐波。而投切型FACTS控制器，也是通过控制导通角，完成动态补偿无功分量的目的。

3.3 静止无功发生装置SVG

静止无功发生装置SVG技术的应用过程中，主要是利用空间矢量原理、脉宽调节原理等相关理论，最大功率地控制电力电子器件，从而达到无功补偿的目的。同时，在该技术的应用过程中，其主要是通过调节IGBT、GTO等器件的变流情况，通过改变其输出动态，对交流电压与电流进行合理地调节，从而达到补偿选煤厂电力系统的无功分量的目的。这种方法在应用过程中具有功耗低、速度快等方面的优势，是我国许多选煤厂的重要工作方式。

4 SVG的构成及工作原理

4.1 SVG的构成

SVG主要由三个部分构成：①直流侧电容，其在电力系统中的主要作用是提供直流电压源；②电压源逆变器，其主要作用是将直流测电压转变为可以进行控制的交流电压；③电抗器，其主要用途是消除该系统中的高次谐波。此外，SVG应用过程中的主电路主要包括两种类型：电压型与电流型。这两种类型的桥式电路，同时按照直流侧的方式，依靠电容与电感的情况进行区分的。

4.2 SVG的工作原理

技术人员将SVG换相桥式电路并联在电力系统中，通过对该电路路段的控制，来直接控制交流侧电流，或是通过控制交流侧输出电压的相位与幅值，快速地发出或吸收该电力系统中运行中所需的无功功率，来达到无功补偿的效果。通常情况下，电抗器都是安装在电路与电网的连接部分。

4.3 SVG在选煤厂的应用

在SVG无功补偿法的应用过程中，根据其安装位置的不同，其补偿方式也有所不同。通常情况下，SVG补偿方式分为集中式补偿与就地式补偿两种。其中，就地式补偿主要是选煤厂对大容量电机采取的一种补偿方式，其在电路线路上安装SVG，使电路上的无功分量变到最小，以降低电流波动对变压器和电线产生的影响。在这种方式的应用过程中，需要在电力系统上接入多台SVG，花费的成本非常高[1]。鉴于此，许多选煤厂采用集中式补偿的方式，也就是在母线上连接SVG装置，从而对母线上的无功分量进行控制，如图1所示。

图1 SVG的应用示意图

在选择更好采用哪种补偿方式后，选煤厂会根据电力系统中的变压器与电动机的无功分量来选择使用哪种SVG设备。通常情况下，选煤厂动筛系统中有两条6kV的供电线路，而其主变压器的数量也通常有两台，电容量都为2000kVA。其中，一台主变压器负责生产设备的运行及车间的照明工作；另一台主变压器负责动筛系统中的设备及矸石系统中的设备运行工作。

4.4 SVG使用后效果分析

在选煤厂中投入SVG装置前，选煤厂电力系统中每月平均功率因数为0.83，其属于较低的水平；而在投入SVG装置后，其功率因数达到0.96上，有效解决了电力系统功率因数低的情况。SVG投入前后的功率因数对比情况如表1所示。在选煤厂中应用了SVG技术后，电力系统中的功率因数从之前的0.83提升到0.97，电网线路损耗的百分比也明显降低[2]。这一结果，说明了SVG无功补偿方式的应用，能够提高电力系统的功率因数，并保证电力系统的稳定运行，减小电动机等设备的感性负荷。换言之，在煤炭生产系统的运行过程中，通过在该系统的电网中连接无功补偿设备，能够明显减少变压器等电力设备的无功损耗情况，提高功率因数，从而保障选煤厂的生产效率及经济效益，这种方法应在我国煤炭行业中被大力推广。

表1 SVG投入前后功率因数的对比情况

5 结论

综上所述，为了能够进一步提升选煤厂电力系统的运行效率，保障生产工作的顺利进行，相关人员必须首先解决选煤厂动筛系统功率因数低的问题，并对无功补偿方面进行深入的研究，提升SVG在选煤厂电力系统中的应用水平。相信通过本文的论述，能够为提升SVG的应用性能，保障选煤厂的高效生产奠定一定的基础，进而促进我国煤炭行业的可持续发展。