水电之家讯：某石化公司变电站电压下降治理案例：
1、基本情况
1.1工程概述
为满足扩建及地区发展需要，某石化公司新建110kV变电站一座，110kV变电站主接线示意图如下所示：
图1 110kV变站主接线示意图
变电站110KV4#母线装设有1台SZ-63000/110，110±8×1.25%/10.5，YNd11，Uk=17%有载调压变压器，10KV馈线中一回带有1台17000kW异步电机，采用恒定电流软起动装置。
1.2电能质量问题分析
由于电动机起动时在配电系统中要引起电压下降，根据GB755-2008《旋转电机定额和性能》规定，电动机起动要求其拖动力矩大于机械设备静力矩，电动机的最大转矩与额定转矩之比Mmax/Me≥1.6。当母线电压降到低于80%~85%时，满载的电动机将无法拖动负载而堵转停机。
此外，目前工厂中大量使用电子设备和自控设备，对供电的稳定性要求越来越高，如变频调速设备、直流变流设备、不间断电源、可编程控制器等都要求输入电源电压不得低于85%，否则，这些设备的保护功能便认为电源消失而关机。
本项目中异步电机容量较大，仅依靠软起动装置及已安装的固定电容器补偿无法保证配电系统正常工作，需要增加静止无功补偿装置SVG，以保证电动机起动过程中供电母线的电压满足GB12326-2008《电能质量•电压允许波动和闪变》的标准“偶尔起动的电动机起动时，配电母线末端的电压降不宜>15%”。
2、静止无功补偿装置治理方案设计
电动机在启动时存在严重的电压波动和闪变，对电网产生一系列的不良影响，可通过响应时间小于10ms的SVG解决这一问题。SVG是基于IGBT电压源逆变器构成的新一代动态无功补偿装置，通过大功率电力电子器件的高频开关代替大容量的电容、电抗实现无功能量的变换，体积更小，响应速度更快，补偿能力更强，能够向电网系统迅速提供无功电流并且稳定母线电压，消除闪变的影响。
为配合电机起动及运行时电压水平控制，采用SVG和固定电容器同时补偿的方案。该方案可以避免起动前后由于电容器不能及时投切造成的过电压：在电容器过补时，SVG可以吸收电容器发出的过多感性无功；而在低电压时刻，两者共同补偿容性无功。结合本项目电机容量、起动方式及已安装的4组固定电容器，建议在电机所在母线上装设2组8MvarSVG。
图2 10kV母线无功补偿装置方案主接线图
SVG具有四种运行方式，如下表所示：
表1 SVG运行方式
综合考虑不同运行方式的的控制目标，及电机起动前后的电能质量控制目标，补偿装置投切顺序及运行方式为：
1、在电机起动前，SVG运行方式由恒功率因数模式转换为恒电压模式；
2、依次投入四组固定电容器；
3、起动电机；
4、SVG运行方式由恒电压模式转换为恒功率因数模式；
5、逐步退出四组固定电容器，依靠SVG装置保持系统功率因数。
3、治理效果分析
3.1测试方案
为验证并联无功补偿装置在大电机起动过程中补偿无功、稳定电压的作用，通过电能质量测试仪对系统情况进行测试，测试点共有4个，示意图如下标注。其中，测试点2、3、4采用同一台仪器测试，每条支路取测试仪器的一相进行测试。
图3 测试点示意图
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