1、1SVG無功補償原理與應用 培訓人：。第1頁，共29頁。2主要內容無功補償基礎 SVG工作原理 SVG結構及原理 SVG的工作模式 SVG優(yōu)點及維護第2頁，共29頁。無功補償基礎有功功率 有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。無功功率 無功功率是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功

2、，才被稱之為“無功”。無功功率的符號用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)。第3頁，共29頁。 1、原因 簡單的講就是用電設備從電源吸收有功和無功，無功如果不夠，則 用電設備的端電壓就要降低，影響正常運行，于是需要補償無功功率，無功補償裝置采用就地補償?shù)姆绞綔p少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供的無功功率，從而減少無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此降低了輸電線路因輸送無功功率造成的電能損失，改善了電網(wǎng)的運行條件。 2、方法與原理 把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷，并聯(lián)接在同一電路；當容性負載釋放能量時，感性負荷吸收能量；而當感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量；能量在兩種負荷之間交換。這樣，

3、感性負荷所吸收的無功功率，可以從容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償?shù)幕驹怼?無功補償基本原理第4頁，共29頁。 實際供用電系統(tǒng)中的電力負荷并不是純感性或純容性的，是既有電感或電容、又有電阻的負載。這種負載的電壓和電流的相量之間存在著一定的相位差，相位角的余弦cos稱為功率因數(shù)，又稱力率。它是有功功率與視在功率之比。 三相功率因數(shù)的計算公式為： 由式cos=P/S可知，在一定的有功功率下，功率因數(shù)cos越小，所需的無功功率越大。為滿足用電的要求，供電線路和變壓器的容量就需要增加。這樣，不僅要增加供電投資、降低設備利用率，也將增加線路損耗 。為了提高電網(wǎng)的經(jīng)濟運行效率，根據(jù)電

4、網(wǎng)中的無功類型，人為的補償容性無功或感性無功來抵消線路的無功功率。功率因數(shù)：第5頁，共29頁。61、感性無功：電流矢量滯后于電壓矢量90，如電動機、變壓器等2、容性無功：電流矢量超前于電壓矢量90，如電容器、電纜輸配電 線路等。3、基波無功：與電源頻率相等的無功（50HZ）4、諧波無功：與電源頻率不相等的無功無功分類無功補償作用： 無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質量，在長距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)無功補償裝置，可限制無功功率在電網(wǎng)中的傳輸，相應減少了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質量。第6頁，

5、共29頁。SVG無功補償原理及構成 第7頁，共29頁。SVG一次系統(tǒng)圖第8頁，共29頁。SVG主電路采用鏈式逆變器拓撲結構，Y型連接， 10KV裝 置每相由12個功率單元串聯(lián)組成 第9頁，共29頁。SVG裝置控制柜啟動柜功率柜連接電抗器冷卻系統(tǒng)裝置構成第10頁，共29頁。 啟動柜由接觸器、旁路電阻、電壓互感器、電流互感器、避雷器組成。主要作用：實現(xiàn)SVG自勵啟動，限制上電時直流電容的充電涌流，避免IGBT模塊、直流電容損壞。SVG上電時，旁路電阻串于充電回路，起限流保護作用；需將電阻通過接觸器旁路后SVG方能投入運行。設計有接觸器與上端口斷路器的互鎖，保證斷路器“合”狀態(tài)時接觸器執(zhí)行“合”動作

6、。單相旁路電阻選用兩只640/2kW并聯(lián)。第11頁，共29頁。功率柜 功率柜采用抽屜式結構設計，結構緊湊，便于安裝； 對裝置整體發(fā)熱進行仿真設計，設計有專門風道，合 理選 取散熱風量。第12頁，共29頁。 SVG功率單元節(jié)單元包括散熱器、IGBT、直流電容、銅排、放電電阻、 觸發(fā)板、自取能電源模塊。IGBT模塊直流電容功率單元第13頁，共29頁。觸發(fā)板觸發(fā)板的功能 1、接收觸發(fā)裝置的觸發(fā)信號，對觸發(fā)信號解碼后驅 動相應 IGBT 2、測量直流電容電壓 3、測量觸發(fā)板的狀態(tài) 4、檢測IGBT散熱器溫度繼電器的狀態(tài) 5、檢測IGBT驅動模塊的狀態(tài) 6、將直流電容電壓、狀態(tài)、繼電器狀態(tài)、驅動模塊 狀

7、態(tài)等 信息通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控狀態(tài) 7、接收監(jiān)控裝置的放電命令對直流電容進行放電控制.第14頁，共29頁。THANK YOUSUCCESS2022/7/2015可編輯第15頁，共29頁。主控屏調節(jié)裝置1臺，數(shù)據(jù)采樣、運算，得出閥組控制量，然后將此運算結果通過光隔離SPI口送至觸發(fā)單元，使用F2812 DSC作為主CPU 。觸發(fā)裝置3臺，接收運算單元發(fā)出的控制量，以控制量為輸入信號進行分析運算，產(chǎn)生各IGBT模塊觸發(fā)用的信號 。監(jiān)控裝置3臺，收集每個IGBT模塊的運行信息，能夠對閥體故障進行判斷，主板核心控制部件核心邏輯部件系列FPGA。同步裝置1臺，輸出同步信號給調節(jié)裝置。站控1臺，將SVG裝置

8、所有運行信息進行打包封裝存儲，為操作人員提供直觀的監(jiān)視界面。第16頁，共29頁。 SVG的工作原理及其工作模式 SVG原理示意圖IL可以通過調節(jié)UI來連續(xù)控制，從而連續(xù)調節(jié)SVG發(fā)出或吸收的無功。運行模式波形和向量圖說明空載運行UI=USIL=0容性運行UIUSIL為容性電流感性運行UIUSIL為感性電流第17頁，共29頁。 SVG 可以等效為幅值和相位均可控制的、與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源，通過交流電抗器連接到電網(wǎng)上。對于理想的 SVG（無功率損耗），僅改變其輸出電壓的幅值即可調節(jié)與系統(tǒng)的無功交換：當輸出電壓小于系統(tǒng)電壓時，SVG 工作于“感性”區(qū)，（相當于電抗器） ；反之，SVG 工作于“容

9、性”區(qū)，（相當于電容器） 。第18頁，共29頁。逆變工作原理圖第19頁，共29頁。 單相逆變工作原理圖 第20頁，共29頁。 基于大功率換流器，以電壓型逆變器為核心，直流側采用直流電容為儲能元件以提供電壓支撐。在運行時相當于一個電壓、相位和幅值均可調的三相交流電源。 逆變器正常運行依賴于直流側的電壓支撐，在逆變器接入交流電源時，由各IGBT反向續(xù)流二極管構成整流器， 對直流電容器充電；正常運行后，直流電容器的儲能將會用來滿足逆變器的內部損耗， 電容電壓會下降，必須不斷的對電容器充電補能使電壓保持在工作范圍。 通過使逆變器輸出電壓滯后系統(tǒng)電壓一個很小的角度來實現(xiàn)， 逆變器從系統(tǒng)吸收少量有功滿足其

10、內部損耗， 保持電壓水平。改變逆變器輸出電壓的幅值，達到發(fā)出或吸收無功的目的。第21頁，共29頁。 SVG的工作模式恒裝置無功模式 該方式用于控制裝置輸出無功，裝置按設定容量輸出，通過這種方式可以測量裝置跟蹤無功的準確性和階躍響應速度。恒功率因數(shù)模式 在此模式下可以設定功率因數(shù)控制點，使控制點的功率因數(shù)控制在設定的目標值或范圍。恒系統(tǒng)無功模式 可精確控制系統(tǒng)無功為設定的目標值。電壓無功綜合控制模式 該模式適用于風電場、光伏電站、電網(wǎng)等需要將考核點電壓穩(wěn)定在一定水平的場合。裝置通過調節(jié)其無功輸出使考核點電壓穩(wěn)定在用戶設定的電壓目標值或范圍內。當考核點電壓低于用戶設定的電壓參考時，裝置輸出容性無功

11、以提升考核點電壓；當考核點電壓高于設定值時，裝置輸出感性無功以降低考核點電壓。當電壓合格時，又可控功率因數(shù)或系統(tǒng)無功的目標或范圍。第22頁，共29頁。 SVG控制系統(tǒng)工作方式 SVG控制系統(tǒng)共有3種工作方式，分別是：“投入”、“自檢”、“退出”。工作方式切換通過SVG控制屏前板所設置轉換開關完成。在“投入”模式下，SVG控制系統(tǒng)所有裝置均正常工作，能夠實現(xiàn)功率單元的正常觸發(fā)、監(jiān)測和SOE記錄。在“自檢”模式下，SVG調節(jié)裝置、SVG同步裝置、SVG監(jiān)控裝置正常工作；SVG觸發(fā)裝置不發(fā)送觸發(fā)信號。此模式不對功率單元進行觸發(fā)，主要用于對鏈節(jié)的上電檢測和SOE記錄。在“退出”模式下，SVG同步裝置、

12、SVG調節(jié)裝置正常工作； SVG觸發(fā)裝置停止工作，SVG監(jiān)控裝置只對鏈節(jié)進行檢測，但不記錄SOE。第23頁，共29頁。SVG投入運行詳細操作順序1、確認SVG隔離開關在合位，接地刀在分位；2、確認控制屏上各裝置運行正常，面板指示燈無告警指示， 在站控通訊圖中確認所有通訊正常；3、確認啟動柜內旁路接觸器分閘；4、確認SVG轉換開關處于“自檢”狀態(tài)；5、打開啟動柜內風機6、合SVG斷路器，通過監(jiān)控裝置觀察SVG鏈節(jié)電壓，各相監(jiān)控裝置無告警指示；在“自檢”狀態(tài)下觀察1-2分鐘，若有異常，應排除異常后再繼續(xù)進行操作，同時確認SVG運行方式為進線無功模式還是SVG恒輸出模式7、合啟動柜內旁路接觸器，在“

13、自檢”狀態(tài)下觀察1分鐘，若無異常，則繼續(xù)進行下一步操作；若有異常，應排除異常后再繼續(xù)進行操作。8、將SVG轉換開關打到“投入”狀態(tài)，觀察調節(jié)裝置三相直流電壓值，監(jiān)控裝置SVG鏈節(jié)電壓以及有無告警信息出現(xiàn)，一切正常無告警則正常運行，否則將SVG轉換開關打到“自檢”狀態(tài)，分析故障原因，待排除故障后再投入SVG。第24頁，共29頁。SVG退出運行操作順序1、將SVG轉換開關打到“自檢”狀態(tài)；2、斷開SVG斷路器；3、關閉SVG風機；4、確認啟動柜內旁路接觸器分閘；5、打開SVG隔離開關、合隔離開關接地刀第25頁，共29頁。SVG的優(yōu)點 SVG英文全稱為Static Var Generator，中文名

14、稱是靜止無功發(fā)生器。 SVG是用于輸配電系統(tǒng)的高性能動態(tài)補償器，其實質是一個可控同步電源。補償無功可做到連續(xù)平滑雙向調節(jié)不會引起系統(tǒng)諧振或諧波電流放大，安全穩(wěn)定性好響應時間短，可有效抑制閃變可提供低電壓穿越所需的快速變化無功運行損耗小模塊化設計，運行維護簡單占地面積小第26頁，共29頁。 SVG維護注意事項雖然SVG啟動柜柜體、功率柜柜體接地處于低電位，但是SVG運行時，啟動柜內的限流電阻和旁路接觸器、功率柜內的各鏈節(jié)均為高電位。因此SVG運行時，嚴禁打開啟動柜柜門以及功率柜柜門，避免發(fā)生事故。如需對啟動柜、功率柜內的部件進行檢修，須斷開SVG上級斷路器、拉開SVG上級隔離并將隔離開關接地后方可對SVG進行檢修。 SVG運行時，由于SVG風