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SH-SVG系列无功补偿装置
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SH-SVG-35/6KV

SH-SVG-35/6KV
产品概述 工作原理 功能特点 技术参数 规格型号 应用领域

        SH-SVG应用现代电力电子、电能控制、自动化、微电子及网络通讯等技术,采用最先进的瞬时无功功率理论和基于同步坐标变换的功率解耦算法,实现对系统无功的快速补偿。SH-SVG即使在电网系统扰动很大的情况下仍能有效地维持系统的电压稳定性和抑制谐波。

    SH-SVG用于输电网时,主要功能为:在系统发生故障或突增负荷时,动态地提供电压支撑,抑制系统过电压,确保输电线电压的稳定性;阻尼电力系统功率振荡。

    SH-SVG用于配电网时,主要用于电能质量控制,通过动态无功快速补偿维持母线电压,有效抑制电压闪变,或通过电流跟踪补偿实现对冲击型负载或谐波负载的实时动态补偿,提高功率因数。

静止型无功发生器(SVG)作为柔性交流输电系统(FACTS)的主要装置之一,其工作原理就是将自换相桥式电路经一个串联电抗(包括变压器的漏抗与电路中其他电抗)与电网相连,根据输入系统的无功功率和有功功率的指令,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值(M)和相位(δ),或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足系统所要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的。

下图为多个H型逆变桥串联倍压电压源型SVG原理示意图。每个H型逆变桥的直流侧均为储能电容,为SVG提供直流电压支撑;多个H桥串联成逆变器后,将直流电压变换为交流电压,而交流电压的幅值、频率和相位可以通过控制逆变器中的可关断器件IGBT/IGCT等的驱动脉冲进行控制。连接电抗器将逆变器直接并联到电力系统中。如果系统电压较大,则需要连接变压器将逆变器输出的电压变换到系统电压,从而使SVG并联到电力系统中。连接电抗器用于限制电流,防止逆变器故障或系统故障时产生过大的电流。整个链式功率单元装置相当于一个电压幅值、相位可以控制的电压源。

产品性能
    响应时间<5ms:SH-SVG主控制系统使用美国进口FPGA/DSP大规模逻辑阵列待高性能控制器件,软件采用谐波提取技术结合瞬时无功算法,可以快速补偿负荷无功的变化,抑制电压波动和电压闪变,避免负荷的瞬时无功冲击,延长用户电气设备使用寿命。
    谐波<3%:SH-SVG使用IGBT/IGCT等高性能、大功率、低功耗开关器件,采用链式主电路结构和高频SPWM控制技术,对电网无谐波污染。
    补偿系统谐波:SH-SVG可补偿13次以下电网谐波,无须增设专用滤波设备。
    运用电压范围宽:SH-SVG为电压源型装置,输出无功电流不受母线电压影响,具备较强的短期过载能力,提高电力系统稳定性,增强风电场的低电压穿越能力。
    噪声小,占地省,工程成本低:SH-SVG采用链式主回路拓扑结构,无需大容量多重化变压器、各次滤波器和大容量的相控电搞器,同容量的SVG占地面积不超过SVC的一半。

高可*性
    功率单元阀组采用卧式抽拉结构,散热效率高,维护工作量小;
    功率单元采用串联、冗余措施,提高设备使用率和可*性;
    根据系统应用环境和装置容量大小,提供强迫风冷、热管散热或水风交换式散热系统供用户选择,散热性能安全、可*,维护成本低;
    全数字化智能控制系统,具有丰富、全面的控制、监视和故障诊断功能,大大减小了调试、维护和检修的时间;
    控制系统与功率单元之间采用光纤通讯,信号稳定性高,不会受到外界电磁场的干扰和影响,非常好地解决了强、弱电之间的隔离问题;
    一次回路设计经过了详细的仿真设计,充分考虑了各类过载、过电压和系统大扰动问题,完整的微机保护系统能够保证设备安全运行,可*工作;
    极强的自诊断功能,既有静态自检,又有运行中的动态检测,能及时对系统中各种突发事件做出准确的预警和保护动作。

技术先进
    采用先进的PSCAD电力系统仿真技术进行产品设计和系统验证;
    微秒级的无功检测和控制技术:能够实时检测、跟随系统无功变化,特别适用于突变负荷的无功快速补偿,节能效果显著;
    载波移相SPWM控制技术、电容直流电压均衡技术、继电保护和监控保护技术、开关器件缓冲器技术的运用保证了IGBT/IGCT阀串工作的可*性;
    主控制器采用全封闭搞干扰单元机箱,新型背插式结构设计,双层屏蔽,控制总线不外引,减少电磁干扰的影响;
    灵活的控制方式:可采用电压控制,无功功率控制,功率因数控制及综合控制等各种控制策略。

智能化程序高
    DSP智能监控:DSP高速检测和运算,确保无功补偿控制精确有效,同时兼具智能监控功能,装置操作灵活,运行参数、工作状态一目了然,故障自动诊断;
    远程操作控制:利用通讯口RS485、RS232可与上位机连接,实现远程操作、控制、测量、显示及打印,自动化程序高;
    监控系统采用一体化工作站,提供友好的人机界面。

电压等级

6 kV35kV

补偿容量

±100Mvar

结构形式

Y单元链式串联结构

控制响应时间

<10ms

单相功率单元串联个数

6Kv 8个;10kV 12个;35Kv 42

驱动板通信模式

光纤

输出电流总谐波

<3%

散热方式

风冷/热管/水冷

装置损耗

<1%(额定容量)

旁路方式

机械旁路(可选)

人机界面

采用中文操作界面触摸屏

辅助电源电压

AC380±10%25KVA

使用寿命

 20

控制方式

电网电压控制、功率因数控制

电网电压、功率因数综合控制

恒无功控制及多机并联协调控制

序号

项目

现场条件

1

环境温度

-25℃~+45

2

相对湿度(日平均值)

<95%

相对湿度变化率/小时(无凝露)

<5

3

海拔高度

3000m

4

大气压力

80kPa110kPa

5

地面倾斜度

3°

6

振动频率严酷等级,不大于

10150Hz

振动加速度

5m/s2

7

日照(风速0.5m/s

0.1W/cm2

8

覆冰厚度

20mm

9

最大风速

50m/s

10

抗地震能力(水平分量)

0.3g

抗地震能力(垂直分量)

0.2g

11

污秽等级

≤Ⅲ级

12

雷暴日

90/

13

绝缘爬电比距

20mm/ kV

14

柜体防护等级

IP20

风力发电
    安装SVG系统也成为我国目前正在进行的并网运行提供了坚实的技术保障。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的,可能影响电风的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等;严重时将导致风电机组整体解列,影响风电场经济效益。动态无功补偿装置SH-SVG安装在风电场的出口,根据风电场接入点的电压偏差量来控制SH-SVG补偿的无功功率,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响。

光伏发电
    光伏发电行业利用日常光照资源。光照资源的随机性、间歇性、周期性是光伏电站对电网产生影响的主要因素。光伏发电通过电力逆变器并网,易产生谐波、三相电流不平衡;输出功率随机性以造成电网电压波动、闪变。建筑光伏直接在用户则接入电网,电能质量问题直接影响用户的电气设备安全。
    安装SH-SVG闪变后,可实现当电压跌落超过10%时,每1%的电压跌落,提供2%的无相应速度在5ms之内0.95(感性)至0/95(容性)之间任意可调。在电压跌落到0时,至少要坚持150ms不脱网。

电力机车供电
    电力机车负荷具有非线性(大功率整流设备)、非正弦性(波形畸变)非对称性(单项大功率负荷0和非连续性(有功、无功冲击严重、电压波动大)的特点,其用电会产生大量的谐波与负序电流,危及电网的安全运行。其3次谐波电流可达基波的20%,是最大的特征谐波。由于电力机车沿铁路移动用电,其产生的危害性远比其它谐波源设备更为严重。
    提高电力机车供电质量的方法是在铁路沿线适当位置安装SH-SVG系统,通过SVG的分相无功补偿能力来快速平衡三相电网,并有辅助滤波装置配合,滤除高次谐波,补偿基波无功,提高功率因数。

城市二级变电站
    在城乡域电网中,一般使用分级投切电容器组补偿系统无功的方式,但这种方式只能向系统提供容性无功,还容易向系统倒送无功,抬高母线电压,危害用电设备及系统的稳定性。而SH—SVG系统能够随负载的变化而实现快速调节,精确地补偿容性及感性无功,稳定母线电压,提高功率数,并彻底解决无功倒送问题。

煤炭
    提升机等煤旷工业对称负荷在工作中产生的无功冲击会引起电网电压波动,严重的使电气设备不能正常工作,降低生产效率和功率因数。负载的传动装置中产生的有害高次谐波,主要是以5、7、11、13次为代表的奇次谐波,会使电网严重畸变。SH-SVG可以完美解决上述问题,保持母线电压平稳,无谐波干扰,功率因数接近1.

远距离电力传输
    全球电力目前正在趋向于大功率电网,长距离输电,高能量消耗,同时也迫使输配电系统不得不更加有效,SVG可以明显提高电力系统输配电性能,这已在世界范围内得到了广泛的证明,即当在不同的电网条件下,为保持一个平衡的电压时,可以在电网的一处或多处适合的位置上安装SVG,以达到如下目的:稳定弱系统电压、减少传输损耗、增加传输能力,使现有电网发挥最大效率、缓冲功率振荡、提高瞬变稳态极限、增加小干扰下的阻尼、增强电压控制及稳定性,安装SVG系统也成为我国目前正在进行的并网运行提供了坚实的技术保障。

电弧炉 
    电弧炉是利用电弧热来熔化原料的,由于冶练过程中电弧燃烧不稳定,引起三相负荷不平衡,产生三相谐波电流注入电网,由于电孤电流不规则,且急剧变化。非线性电弧产生高次谐波。此处,由于电弧炉的负荷特点,还会产生电压波动、闪变,使功率因数降低。

轧机
    轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响:
    引起电网电压降及电压波动,严重时使电气设备不能正常工作,降低了生产效率。
    使功率因数降低。
    负载的传动装置中会产生有害高次谐波,主要是以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频,会使电网电压产生严重畸变。
    安装三环SH-SVG可以解决上述问题,保持母线电压平稳,无谐波干扰,功率因数接近1。

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