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1、1主要内容主要内容n无功补偿的分类、作用、方式n无功补偿的基本原理n无功补偿的发展、SVG的优点nSVG工作原理nSVG电压电流特性nSVG工作模式nSVG一次结构、各部分作用nSVG投入退出顺序（根据现场实际平台类型稍作修改，切勿照搬）nSVG维护注意事项泰开第1页/共34页第一页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。2无功分类n感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90 如电动机、变压器等n容性无功：电流矢量超前于电压矢量90 如电容器、电缆输配电线路等n基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ）n谐波无功：与电源频率不相等的无功第2页/共34页第二页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。功率因数实
2、际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差，相位角的余弦cos称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。三相功率因数的计算公式为：第3页/共34页第三页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。无功补偿 由式cos=P/S可知，在一定的有功功率下，功率因数cos越小，所需的无功功率越大。为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量就需要增加。这样，不仅要增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为了提高电网的经济运行效率，根据电网中的无功类型，人为的补偿容性无功或感性无功来抵消线路的无功功率。第4页/
3、共34页第四页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。无功补偿的作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联无功补偿装置，可限制无功功率在电网中的传输，相应减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。第5页/共34页第五页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。无功补偿方式就地补偿：装设在异步电动机或电感性用电设备附近，就地进行补偿。这种方式既能提高用电设备供电回路的功率因数，又能改变用电设备的电压质量。*无功补偿的节能只是降低了补偿点至发电机之间的供电损耗，所以高压侧的无功补
4、偿不能减少低压网侧的损耗，也不能使低压供电变压器的利用率提高。根据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果最为显著。第6页/共34页第六页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。无功补偿的基本原理 把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。第7页/共34页第七页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。无功补偿装置的发展 第8页/共34页第八页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG相
5、比于TSC和FC的优点uSVG英文全称为Static Var Generator，中文名称是静止无功发生器。uSVG是用于输配电系统的高性能动态补偿器，其实质是一个可控同步电源。u补偿无功可做到连续平滑双向调节u易引起系统谐振或谐波电流放大的可能性较小，安全稳定性好u响应时间短，可有效抑制闪变u可提供低电压穿越所需的快速变化无功u运行损耗小u模块化设计，运行维护简单u占地面积小第9页/共34页第九页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVGSVG的工作原理及其工作模式 SVG原理示意图IL可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出或吸收的无功。运行模式波形和向量图说明空载运行UI=US
6、IL=0容性运行UIUSIL为容性电流感性运行UIUSIL为感性电流第10页/共34页第十页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG工作原理SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的 SVG（无功率损耗），仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换：当输出电压小于系统电压时，SVG 工作于“感性”区，（相当于电抗器）；反之，SVG 工作于“容性”区，（相当于电容器）。第11页/共34页第十一页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG工作原理工作原理 基于大功率换流器，以电压型逆变器为核心，直流侧采用直流电容为储能元件以提供电
7、压支撑。在运行时相当于一个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑，在逆变器接入交流电源时，由各IGBT反向续流二极管构成整流器，对直流电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满足逆变器的内部损耗，电容电压会下降，必须不断的对电容器充电补能使电压保持在工作范围。通过使逆变器输出电压滞后系统电压一个很小的角度来实现，逆变器从系统吸收少量有功满足其内部损耗，保持电压水平。改变逆变器输出电压的幅值，达到发出或吸收无功的目的。第12页/共34页第十二页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG工作原理第13页/共34页第十三页，编辑于星期六：二十二点 四十六分
8、。SVG的电压电流特性 SVG具有电流源的特性，输出容量受母线电压影响很小。这一优点使SVG用于电压控制时具备很大的优势，系统电压越低，越需要动态无功支撑电压，SVG输出无功电流与系统电压没有关系，可以看作是一个可控恒流源；SVC是阻抗型特性，输出容量受到母线电压影响很大，系统电压越低，SVC输出无功电流的能力越下降。第14页/共34页第十四页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG的工作模式u装置恒无功模式：该方式用于控制装置输出无功，装置按设定容量输出，通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。u恒功率因数模式：在此模式下可以设定功率因数控制点，使控制点的功率因数控制在设定
9、的目标值或范围。u恒系统无功模式：可精确控制系统无功为设定的目标值。u电压控制模式 ：该模式适用于风电场、光伏电站、电网等需要将考核点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考核点电压稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于用户设定的电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考核点电压高于设定值时，装置输出感性无功以降低考核点电压。u电压无功综合控制：当电压合格时，又可控功率因数或系统无功的目标或范围。第15页/共34页第十五页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG一次系统结构一次系统结构 SVG装置的主电路采用链式逆变器结构，Y形连接，10kV装置每相由12个
10、功率单元串联组成。第16页/共34页第十六页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。主控屏主控屏控制屏主要由集中式控制单元和站控等组成.集中式控制单元中的测控DSP，通过信号调制后准确测量电力系统的电压、电流等参数，迅速计算出电力系统的无功电流，并在特定时刻向功率单元发触发编码，控制SVG的电流输出。监控DSP负责监视SVG各功率单元的工作状态，例如直流电容电压、链节状态等。站控将SVG所有运行信息进行打包封装和存储，为操作人员提供一个直观的界面.第17页/共34页第十七页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。站控站控将SVG所有运行信息进行打包封装和存储，为操作人员提供一个直观的界面。站控系统可完
11、成SVG运行状态及所有信息的全面监控。可提供完善的通讯支持，可接入各种自动化系统或继保单元，成为其下属智能化设备。第18页/共34页第十八页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。变压器差动保护基本原理变压器差动保护基本原理 不考虑线路电容电流不考虑线路电容电流l不考虑两侧不考虑两侧TA的采样误差的采样误差根据基尔霍夫定律：根据基尔霍夫定律：线路正常运行或区外故障：线路正常运行或区外故障：线路区内故障：线路区内故障：第19页/共34页第十九页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。启动柜启动柜由接触器、旁路电阻、电压互感器、电流互感器、避雷器组成。主要作用：实现SVG自励启动，限制上电时直流电容的充电
12、涌流，避免IGBT模块、直流电容损坏。SVG上电时，旁路电阻串于充电回路，起限流保护作用；需将电阻通过接触器旁路后SVG方能投入运行。设计有接触器与上端口断路器的互锁，保证断路器“合”状态时接触器执行“合”动作。第20页/共34页第二十页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。功率柜功率柜功率柜采用抽屉式结构设计，结构紧凑，便于安装；对装置整体发热进行仿真设计，设计有专门风道，合理选取散热风量。第21页/共34页第二十一页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。功率柜内部结构图第22页/共34页第二十二页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG功率单元链节单元包括散热器、IGBT、直流电容、铜排、放
13、电电阻、触发板、自取能电源模块。第23页/共34页第二十三页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG功率单元n关键器件选用进口器件，保证设备的可靠性。nIGBT：英飞凌、富士原装进口；n直流电容：加拿大EACO；n吸收电容：EPCOS或EACO；nIGBT驱动模块：瑞士CONCEPT功率单元IGBT模块直流电容第24页/共34页第二十四页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。直流电容直流电容控制方式的精确性是建立在电容电压平衡的基础上的。电容电压的波动导致输出谐波增加、电容器过压等。链式SVG直流侧链节与链节的电压相互独立，并且电容电压与链节并联损耗、混合型损耗及触发脉冲相互一致性有关。通常采
14、用触发脉冲循环换位、控制放电电阻增加相应损耗平衡电容电压。通常电容电压波动控制在5左右。SVG的响应速度，当系统出现无功波动时，SVG迅速补偿需要电容电压快速达到目标电压值3、电容电压的选取主要取决于所串链节数，与PSPWM调制比、串联电抗值、线路等效电阻、额定容量也有一定关系。第25页/共34页第二十五页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。吸收电容吸收电容吸收电容主要吸收IGBT关断浪涌电压和续流二极管反向恢复浪涌电压。吸收回路的类型和所需元器件值取决于主电路的布局结构、逆变器功率、工作频率等多重因素。主回路难以实现零杂散电感，回路电流较大时影响更甚，吸收回路是必要的。我们采用低电感吸收电容
15、构成的缓冲回路，适合于低频、中小功率、杂散电感较小的电路中。第26页/共34页第二十六页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。驱动驱动板板驱动板的功能1、接收控制屏触发单元的触发信号，对触发信号解码后控制驱动模块驱动相应IGBT触发；2、测量直流电容电压，回传至控制单元检测；3、测量触发板的状态；4、检测IGBT散热器温度继电器的状态；5、检测IGBT驱动模块的状态；6、将直流电容电压、状态、继电器状态、驱动模块状态等信息通过光纤传输到控制屏监控单元；7、接收监控单元的放电命令对直流电容进行放电控制.第27页/共34页第二十七页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG控制原理框图 第28页/共
16、34页第二十八页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG控制系统工作方式SVG控制系统共有2种工作方式，分别是：“投入”、“自检”。工作方式切换通过SVG控制屏前板所设置转换开关完成。在“投入”模式下，SVG控制系统所有装置均正常工作，能够实现功率单元的正常触发、监测和SOE记录。在“自检”模式下，SVG调节装置、SVG同步装置、SVG监控装置正常工作；SVG触发装置不发送触发信号。此模式不对功率单元进行触发，主要用于对链节的上电检测和SOE记录。第29页/共34页第二十九页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG投入运行详细操作顺序1）确认SVG隔离开关在合位，接地刀在分位；2）确认控制
17、装置运行正常无告警；3）打开SVG启动柜内风机电源，散热风机运转正常；4）确认启动柜内旁路接触器分闸；5）确认SVG转换开关处于“自检”状态；6）此时如果控制装置检测上述5项都满足，遥信页面允许合闸对应遥信位置变位，具备合闸条件；如否，则存在不满足合闸条件项，需具体排查；7）合SVG断路器，通过监控遥测页面观察SVG链节电压，电压约610V左右（和母线电压高低有关），控制装置无告警指示；8）如旁路接触器在自动状态下，控制装置检测无异常后自动将启动柜内旁路接触器合闸，在“自检”状态下观察1分钟，注意链节电压有无异常现象。9）检查确认SVG运行当前方式后再将SVG转换开关打到“投入”状态，观察三相
18、直流电压值，SVG链节电压以及有无告警信息出现，若运行期间出现告警闭锁将SVG转换开关打到“自检”状态，分析故障原因，待排除故障后再投入SVG。第30页/共34页第三十页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG退出运行操作顺序1）将SVG转换开关打到“自检”状态；2）断开SVG断路器；3）确认SVG散热风机停运；4）确认启动柜内旁路接触器分闸；5）如果设备检修则将开关柜手车摇出，拉开SVG隔离开关、合隔离开关接地刀再进行相应维护工作。第31页/共34页第三十一页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。SVG维护注意事项虽然SVG启动柜柜体、功率柜柜体接地处于低电位，但是SVG运行时，启动柜内的限
19、流电阻和旁路接触器、功率柜内的各链节均为高电位。因此SVG运行时，严禁打开启动柜柜门以及功率柜柜门，避免发生事故。如需对启动柜、功率柜内的部件进行检修，须断开SVG上级断路器、拉开SVG上级隔离并将隔离开关接地后方可对SVG进行检修。SVG运行时，由于SVG风机抽风的原因导致容易将灰尘吸入SVG功率柜，因此应定期清洗SVG功率柜门的防尘过滤棉以及定期清扫功率柜内链节上的灰尘。为了减少灰尘对SVG的影响，应经常打扫动态无功补偿室，同时要满足SVG室进风量的需求，定期清理SVG室进风口过滤棉，避免出现因进风量不足导致散热风机损坏的情况。第32页/共34页第三十二页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。谢 谢！33第33页/共34页第三十三页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。感谢您的观看。第34页/共34页第三十四页，编辑于星期六：二十二点 四十六分。