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    技術(shù)文章

    2020-01-16 16:46:06  來源：博銳風(fēng)機(jī)有限公司
    三相電壓不對稱時(shí)，可利用對稱分量法將電壓分解成正序、負(fù)序和零序分量。當(dāng)定子繞組為三角形接法時(shí)，零序電壓對異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行一般影響不大；但負(fù)序電壓將會(huì)使異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，損耗增大，溫升上升，影響發(fā)電機(jī)的壽命，嚴(yán)重地影響了風(fēng)電機(jī)組的壽命，特別是負(fù)序分量引起的附加轉(zhuǎn)矩會(huì)導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)異常，對齒輪型、主軸、軸承等造成疲勞損耗，影響其壽命。所以對風(fēng)電機(jī)組三相電源的電壓不平衡度必須有一定限制。



    表1 電壓不平衡率對異步發(fā)電機(jī)電流不平衡率的影響


    不對稱電壓將造成三相電流不對稱，其電流不平衡率為電壓不平衡率的7～10倍（見上表）。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，3.5%的不平衡電壓使異步發(fā)電機(jī)的損耗增加約20%。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，異步發(fā)電機(jī)電源電壓的負(fù)序分量不應(yīng)超過正序分量的1%；異步發(fā)電機(jī)任意一相的電流與三相電流平均值之差不應(yīng)超過平均值的10%。


    風(fēng)機(jī)三相電流不平衡的主要原因就是并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)三相電壓不平衡引起的。解決風(fēng)機(jī)三相電流不平衡的思路只能從風(fēng)電場內(nèi)部入手，這樣就存在兩種解決方式：一是站內(nèi)35kV集中電壓補(bǔ)償；二是在箱變低壓側(cè)690V分布式補(bǔ)償。無論是35kV集中電壓補(bǔ)償還是箱變低壓側(cè)補(bǔ)償，目前有兩種比較經(jīng)濟(jì)的方案可以選擇：SVC和SVG無功補(bǔ)償方案。


    SVC無功補(bǔ)償方案：


    無論是35kV高壓側(cè)或箱變低壓側(cè)690V無功補(bǔ)償采用SVC結(jié)構(gòu)，其基本原理是一樣的，都是直接采用晶閘管和電感、電容的組合結(jié)構(gòu)，通過控制電感和電容的接入大小來實(shí)現(xiàn)容性無功和感性無功的補(bǔ)償。



    圖1 無功補(bǔ)償裝置SVC主電路拓?fù)?/span>


    如圖1所示的主電路拓?fù)�，三相電壓均進(jìn)行實(shí)施檢測，例如當(dāng)A相電壓高于三相電壓的平均值，且電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，控制A相電容支路的晶閘管開通角度，電容支路提供無功支撐，A相電網(wǎng)支路的容性無功電流分量增加，電網(wǎng)等效電抗壓降增大，使得PCC節(jié)點(diǎn)電壓降低，直至達(dá)到三相平均值。


    SVC補(bǔ)償方案成本較低，無論是高壓側(cè)還是低壓側(cè)補(bǔ)償方案整體成本大概在400-600萬左右，只需要晶閘管和電感電容構(gòu)成支路即可，結(jié)構(gòu)簡單，只需根據(jù)不平衡電壓大小進(jìn)行分相的晶閘管導(dǎo)通角控制。SVC補(bǔ)償方案是依賴于電網(wǎng)的等效阻抗進(jìn)行補(bǔ)償，適應(yīng)性低。另外導(dǎo)通角控制方式會(huì)給電網(wǎng)帶來較大的低次諧波污染，這在輸電上網(wǎng)過程中是不允許的。另外SVC補(bǔ)償方案從理論上是可行的，但是采用高壓不平衡電壓補(bǔ)償方式時(shí)還需要得到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的批準(zhǔn)，另外實(shí)際運(yùn)行效果還需要現(xiàn)場運(yùn)行驗(yàn)證，實(shí)際利用來補(bǔ)償不平衡電壓部分的容量利用有限，同時(shí)還要防止存在無功過補(bǔ)所帶來的電網(wǎng)不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。


    低壓SVG補(bǔ)償方案：



    圖2 低壓側(cè)SVG主電路拓?fù)?/span>


    低壓側(cè)SVG方案是將三相逆變器結(jié)構(gòu)通過LC濾波電路與電網(wǎng)連接，首先檢測低壓側(cè)電網(wǎng)電壓，把電機(jī)端不平衡電壓分解為正序和負(fù)序分量，然后通過SVG把電機(jī)端的負(fù)序電壓控制為0，即通過SVG補(bǔ)償?shù)臒o功電流在站內(nèi)箱變變壓器漏抗上的壓降不一樣把箱變低壓側(cè)電機(jī)端的電壓補(bǔ)償平衡。


    SVG補(bǔ)償方案補(bǔ)償?shù)碾娏鳛闊o功電流，不吸收電網(wǎng)的有功功率，效率高，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電壓進(jìn)行線性補(bǔ)償。但從經(jīng)濟(jì)成本上看，低壓側(cè)SVG補(bǔ)償方案要比高壓側(cè)SVC補(bǔ)償方案成本更低，而且安裝不占額外空間，可以直接放入塔筒內(nèi)，維護(hù)方便。


    從以上分析可知，采用低壓側(cè)SVG方案來解決風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的三相電流不平衡問題是一種更為恰當(dāng)?shù)倪x擇




     
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