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一、 概述

       无功功率补偿技术随着电力系统的出现而出现,并随着电力工业的发展和电力负荷的多样性而不断进步。电力系统发展到现在已出现三代无功补偿技术;同步发电机补偿、同步调相机补偿、并联电容器补偿、并联电抗器补偿,属于第一代补偿技术;基于自然关断晶闸管技术的SVC(相控电抗器(TCR)、磁控电抗器(MCR))属于第二代无功补偿技术;基于IGBT、IGCT等大功率可控器件的补偿装置SVG(Static VAR Genarator)属于第三代无功补偿技术,不再采用大容量的电容器、电抗器,而是通过大功率电力电子器件的高频开关(IGBT)实现无功补偿的变换。

二、 使用范围

广泛应用于3kV、6kV、10kV、35kV、66kV等级供配电系统及大中型工矿企业变电站。

三、 原理和组成

1.原理:
    SVG的基本原理:将电压源型逆变器(VSG,Voltage sourced converter)经过电抗器与交流电网相并联,通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位,迅速吸收或发出所需要的无功功率,实现无功的连续动态补偿。|

2. 组成:
       成套装置由连接电抗器、充电柜、功率柜、控制柜、断路器等装置组成,其构成示意图如
下所示。

1)连接电抗器
◆ 用于连接SVG与电网,实现能量的缓冲。
◆ 减少SVG输出电流中的开关纹波,降低共模干扰。

2)充电柜
◆ 通过大功率电阻,实现装置投入过程能量的缓冲。
◆ 旁路大功率电阻,实现装置正常运行时的快速调节。

3)功率柜
◆ SVG的核心主电路,采用电压源型逆变器,采用直流电容进行电压支撑,DSP为核心控制
器,IGBT并联实现大功率变换。
◆ 模块化设计,功率单元的结构和电气性能完全一致,可以互换。
◆ 先进的热管散热技术,风道散热设计,光纤通讯与控制,提高IGBT的可靠性。

4)控制柜
◆ 用于对SVG及其辅助设备的实时控制。
◆ 实时计算电网所需的无功功率,实现动态跟踪与补偿。
◆ 提供友好的图形监控和操作界面,实现SVG与上位机及控制中心的通讯。

     

 TX SVG控制屏

 功率单元

 电抗器

四、 装置功能特点

1.能够提供从感性到容性的连续、平滑、快速的无功功率补偿。

2.基于IGBT逆变器,为可控电流源型补偿装置,不但不会发生谐波放大及谐振,同时还具备谐波补偿功能,输出电压谐波含量低。

3.响应速度快,SVG响应时间一般不大于2ms,闪变抑制效果好。

4.SVG为电流源,输出无功电流不受母线电压影响,对系统参数不敏感,安全性与稳定性好;

5.采用H桥串联的链式结构,直接接入6kV、10kV、35kV系统,成本降低。而且具备N+1冗余结构,当一个链节单元损坏后仍可继续满负荷运行,装置自身运行可靠性高。

6.模块化,冗余化设计,可靠性高,维护方便,SVG单元可以互换,模块化的SVG可单独检修,相互间无影响。

7.先进热管散热技术,提高功率模块可靠性,光纤驱动技术提高系统抗干扰能力。

8、占地面积小,SVG不需要大容量电容器、电抗器等,体积相对小很多,采用开关损耗低的IGBT器件,总体有功损耗低,节电效果显著。

五、 典型应用领域

(1)配电系统的变电站 
(2)输电系统的枢纽变电站
(3)电弧炉等闪变负荷的补偿 
(4)轧机、矿井提升机等工业负荷的无功与谐波综合补偿 
(5)大工业用户的综合补偿
(6)电气化铁路的牵引供电系统
(7)风电场与风电接入系统的无功补偿 
(8)太阳能发电场接入系统的无功补偿

SVG动态无功补偿装置幻灯片

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