台达有源无功补偿器SVG在汽车行业的应用

2015-11-17中达电通股份有限公司施宝君

电器工业 2015年12期

关键词：台达补偿器有源

/中达电通股份有限公司施宝君/

/中达电通股份有限公司施宝君/

［1］ GB/T 18802.12—2014 低压电涌保护器（SPD）第12部分：低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则［S］.

［2］GB/T 18802.12—2006 低压电涌保护器（SPD）第12部分：低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则［S］.

［3］IEC 61643-12：2008 Low—voltage surge protective devices Part 12： Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems Selection and application principles［S］.

本文主要阐述了台达有源无功补偿器SVG在某汽车车身冲压焊接零部件重点配套企业的成功应用。通过有源无功补偿器SVG的应用，解决了传统无功补偿不能有效进行无功和谐波综合治理、传统补偿器电容器衰减损坏、电抗器烧毁和接触器晶闸管烧毁击穿等问题。同时，其提高了焊接车间的电能质量，减少了力率电费罚款，保证了生产线上焊接机器人的可靠运行。此外，还保证了焊机端电压，使产品的焊接质量获得了保障。

有源无功补偿器SVG 焊接车间点焊机

1 项目背景

在汽车行业的冲压、焊接、涂装、总装四大工艺生产线中，从电能质量来看，以焊接生产线的电能质量最为恶劣。焊接生产线大部分焊机采用2相380V电源，运行时造成系统严重的三相不平衡，快速变化的冲击电流导致系统压降较大，从而引起客户生产线的焊接质量下降。

某汽车配套企业立足于轿车零部件的开发与生产，目前已成为一汽、一汽大众、上海大众等主机厂捷达、奥迪、红旗、宝来、马自达M6、PQ35等中高档轿车消声器、净化器、车身冲压焊接零部件的重点配套企业。该企业原供电系统采用传统补偿器，不能快速跟踪负载变化进行动态精准补偿系统无功和谐波，造成原有补偿装置接触器、电容器、电抗器频繁烧毁，系统功率因数偏低，并造成力率电费罚款。由于系统谐波电流含量丰富，造成变压器、母线发热严重，变压器响声异常（见图1）。另外，生产线上的机器人焊机因为电能质量问题而保护停机。为解决这些现场问题，该企业率先在生产线中的2台变压器上加装了台达有源无功补偿器SVG。

现场点焊机的运行工况（负载电流特性）为：量测负载变动最快为4个周波；负载最长持续时间为10个周波；负载（点焊机）变化为随机两相变化。点焊机的电流波形，如图2所示。

图1 某企业原供电系统存在的问题

图2 点焊机的电流波形

2 项目方案

台达按照该企业的技术文件要求，分别在1#变压器、2#变压器安装配置有源无功补偿器SVG产品，配置清单如下表所示。

有源无功补偿器SVG接入系统示意图如图3所示。

治理点有源无功补偿器SVG接入系统如图4所示。

3 产品原理

有源无功补偿器SVG是第三代先进的静止无功发生器的全面升级换代产品，代表了电力领域里无功补偿、电压稳压、三相平衡、振荡阻尼、抗瞬变、低电压穿越等电能质量控制、改善、提高的最新技术。

表有源无功补偿器SVG的配置清单

图3 有源无功补偿器SVG接入系统示意图

图4 治理点有源无功补偿器接入系统

图5 有源滤波装置的基本原理

有源无功补偿器SVG是一种用于动态补偿无功的新型电力电子装置，能对大小变化的无功进行快速和连续的补偿，可克服LC补偿器等传统无功补偿器响应速度慢、补偿效果不能精确控制、容易与电网发生并联谐振和投切震荡等缺点。其基本原理是将全控IGBT桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功和谐波电流，实现动态无功补偿和谐波抑制的目的。

有源滤波装置的基本原理如图5所示。

4 项目效果

1）20ms内修正调整功率因数，保证功率因数在0.95以上，如图6所示。

2）解决了该企业力率电费月罚款5000元的问题，应用有源无功补偿器SVG产品后，得到供电局月电费奖励1000多元。

3）三相电压平衡度改善，电压稳定，提升了客户三相用电负载效率。

4）有源无功补偿器SVG改善了配电系统三相电流不平衡的问题，系统电流下降了40%～50%，降低了线损，具有显著的节能降耗效果，如图7所示。

图6 功率因数修正效果图

图7 针对R相与T相间的负载做不平衡补偿与谐波补偿

5）有源无功补偿器SVG有效地消除了大量低次谐波，减少了点焊机与机械手臂等控制设备受干扰的可能性，提高了该企业产品的品质与产能。

6）验证了有源无功补偿器SVG产品在焊装供电系统的滤波补偿性能，有效、快速地跟踪无功和谐波进行补偿，如图8所示。

5 结束语

通过该汽车配套企业焊接车间有源无功补偿器SVG的应用，解决了传统无功补偿不能有效进行无功和谐波综合治理的问题，解决了传统补偿器电容器衰减损坏的问题，解决了电抗器烧毁、接触器晶闸管烧毁击穿的问题。同时，提升了电能质量，解决了焊接生产线电能质量的问题，减少了力率电费罚款，降低了生产线因电能质量出现的焊接机器人停机的风险，为生产线的焊接质量起到保驾护航的作用。可以说，有源无功补偿器SVG在汽车行业焊接生产线上的成功应用，结束了传统补偿器不能进行无功与谐波综合补偿的历史。