水泥生产线中的无功补偿的应用
中图分类号：F746.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0391-01
随着工业的不断发展，大量电气及电子设备的运用，电能质量越来越受到大家的关注，在改善电能质量措施涉及面很广，主要包括无功补偿、抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡等方面。目前用于无功补偿和谐波治理的装置如：无源电力滤波器，该设备兼有无功补偿和调压功能，一般要根据谐波源的参数和安装点的电气特性以及用户要求专门设计；静止无功补偿装置（SVC）装置是一种综合治理电压波动和闪变、谐波以及电压不平衡的重要设备。有源电力滤波器（APF），APF是一种新型的动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，主要应用于低压配电系统。作为用电大户，无功补偿在水泥行业是必不可少的组成部分。
其中无功补偿技术的发展经历了从同步调相机→开关投切固定电容→静止无功补偿器（SVC）→直到今天引人注目的静止无功发生器SVG（STATCOM）的几个不同阶段。其各自特点为：同步调相机响应速度慢，噪音大，损耗大，技术陈旧，属淘汰技术；开关投切固定电容慢响应补偿方式，连续可控能力差；静止无功补偿器（SVC）目前相对先进实用技术，在输配电电力系统中得到了广泛应用；静止无功发生器SVG（STATCOM）目前虽然有技术上局限性，属少数示范工程阶段，但SVG是一种更为先进的新型静止型无功补偿装置，是灵活柔性交流输电系统（FACTS）技术和定制电力（CP）技术的重要组成部分，现代无功功率补偿装置的发展方向。
其中静止无功补偿器（SVC）于20世纪70年代兴起，现在已经发展成为很成熟的FACTS装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（电压和无功补偿），在大功率电网中，SVC被用于电压控制或用于获得其它效益，如提高系统的阻尼和稳定性等；这类装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）。根据结构原理的不同，SVC技术又分为：自饱和电抗器型（SSR）、晶闸管相控电抗器型（TCR）、晶闸管投切电容器型（TSC）、高阻抗变压器型（TCT）和励磁控制的电抗器型（AR）。
水泥行业作为一高能耗的行业，在当地的电网系统的中绝对是用电大户，其对电网的影响占据主导地位，其无功补偿不可以或缺。根据其自身用电特点，一般采用的是多种补偿方式相结合的补偿形式，在10KV侧，采用的是就地和集中相结合的补偿方式，在水泥行业，采用的中压电机功率普遍较大，在电机侧一般采用进相机进行就地补偿，这样功率因数得到提高，一般能达到0.9以上，因与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网；有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命。仅仅在中压电机侧采用就地补偿，整个厂区电网的功率因数仍未达到供电系统的要求，这就需在变电站内采用电容器组进行集中补偿，以保证功率因数达到经济效益的考核指标。在低压配电侧，由于单台电机个功率均不是太多，且电机数量众多，若也考虑采用就地补偿，则成本将大幅提高，且不利于设备管理及维护，因此，一般在变压器低压侧采用电容器组进行集中补偿，以满足功率因数不小于0.95。根据经济效益以及水泥厂的实际情况，在水泥生产过程中，使用的负载一般多为三相电机，且按照生产流程启动后，负载变化较小，在此状况下，采用SVC为最佳选择。
在水泥生产线中，采用多种补偿方式相结合的方式对系统进行补偿，有效的解决了功率因数低下的问题，提高了电能质量。同时，由于在电容器回路中串联了电抗器，部分吸收系统中的3、5、7次及以上谐波，对治理电网谐波起到了一定的作用。