無功補(bǔ)償裝置介紹PPT課件

1、目 錄第一節(jié) 無功補(bǔ)償基本知識第二節(jié) 無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展第三節(jié) 靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)第四節(jié) 靜止無功發(fā)生器（SVG)第1頁/共30頁11/24/2021一、無功補(bǔ)償基本知識 1、無功補(bǔ)償配置的基本原則依據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 各電壓等級的變電站應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃和電源建設(shè)，經(jīng)過計(jì)算分析，配置適當(dāng)規(guī)模、類型的無功補(bǔ)償裝置；配置的無功補(bǔ)償裝置應(yīng)不引起系統(tǒng)諧波明顯放大，并應(yīng)避免大量的無功電力穿越變壓器。 35kV220kV變電站低谷負(fù)荷主變高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)不高于0.95，但不應(yīng)過低，影響電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這里根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推薦不低于0.92。 在實(shí)際運(yùn)行時，考慮避免電容器投退過于頻繁，影響開關(guān)、電容器

2、性能，低谷負(fù)荷時功率因數(shù)可放寬到0.98。 第2頁/共30頁一、無功補(bǔ)償基本知識2、220kV變電站無功補(bǔ)償配置 為更好的指導(dǎo)無功補(bǔ)償容量的選擇，根據(jù)各單位的運(yùn)行情況，按照15%25%（上限區(qū)域）和10%15%（下限區(qū)域）配置。3、35110kV變電站無功補(bǔ)償配置 35110kV變電站的容性無功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償變壓器無功損耗為主，適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無功補(bǔ)償。容性無功補(bǔ)償容量按主變壓器容量的15%30%配置。第3頁/共30頁11/24/2021 4、風(fēng)電場的無功補(bǔ)償配置 1）風(fēng)電場的電壓控制 風(fēng)電場變電站高壓側(cè)母線電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%，一般應(yīng)控制在額定電壓的-3%7%。

3、2）風(fēng)電場的無功補(bǔ)償分為兩個部分 即風(fēng)機(jī)自身的無功補(bǔ)償和用于補(bǔ)償變壓器及風(fēng)電送出線路無功補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電場內(nèi)集中無功補(bǔ)償。風(fēng)電場的無功補(bǔ)償裝置容量總和不小于風(fēng)電裝機(jī)容量的30%50%。 5、動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備響應(yīng)時間在30ms以內(nèi)。 一、無功補(bǔ)償基本知識第4頁/共30頁 有功功率 有功功率：在交流電路中，電阻無件上所消耗的功率為有功功率。 有功功率用P表示，單位是W、kW、MW等。無功功率 無功功率：在交流電路中，電感或電容元件與電源之間只進(jìn)行能量的交換，而不消耗能量，我們把一部分功率稱之為無功功率。 無功功率用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)等。一、無功補(bǔ)償基本知識第5頁/共30頁一、無

4、功補(bǔ)償基本知識視在功率 視在功率：在交流電路中，電壓與電流有效值的乘積，我們把這一部分功率稱之為視在功率。 視在功率用S表示，單位是VA、kVA、MVA等功率因數(shù) 功率因數(shù)：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（）的余弦叫做功率因數(shù)。 在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值22cosQPPSP第6頁/共30頁11/24/2021 無功對設(shè)備的影響1、降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出 2、降低輸、變電設(shè)備的供電能力 3、造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。 4、造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。無功補(bǔ)償基本原理 1、原理 把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同

5、一電路，能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。2、作用 無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)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(fù)載的有功和無功功率。 一、無功補(bǔ)償基本知識第7頁/共30頁11/24/2021二、無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展第8頁/共30頁11/24/2021 SVC的主要分類 晶閘管控制電抗器（TCR）、 晶閘管投切電容器（TSC）、晶閘管投切電抗器 TSR）、 固定電容器/濾波器（FC）。其典型代表是晶閘管控制電抗器固定電容器/濾波器TCR型SVC工作原理 TCR能提供連續(xù)的感性

6、無功功率，濾波器兼顧濾波和補(bǔ)償容性無功，兩者配合使用，可以對無功功率進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償, 使得并聯(lián)濾波器中多余的無功功率得到平衡，確保補(bǔ)償點(diǎn)的電壓維持不變。 TCR型SVC裝置中，通常裝設(shè)特定調(diào)諧次數(shù)的濾波器，具有較好的濾波效果，能將負(fù)荷波動產(chǎn)生的諧波濾去，以減少諧波對系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響。三、靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)第9頁/共30頁11/24/2021SVC的主要功能1、動態(tài)補(bǔ)償無功，提高功率因數(shù)；2、抑制電壓波動及閃變，穩(wěn)定電壓；3、抑制諧波，減少諧波對電網(wǎng)及設(shè)備的損害4、抑制系統(tǒng)振蕩，提高功率傳輸能力三、靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)第10頁/共30頁11/24/2021三、靜止型動態(tài)

7、無功補(bǔ)償裝置（SVC)第11頁/共30頁11/24/2021電抗器這部分是SVC中吸收無功或調(diào)節(jié)無功的主體。可以補(bǔ)償線路的容性電流，限制系統(tǒng)電壓過高和操作過電壓的產(chǎn)生。電抗器周圍存在很強(qiáng)的磁場，所以周圍不能有距離太近的較大金屬物體。電抗器采用干式空心型式，冷卻方式為自然冷卻。空心電抗器與TCR閥組串聯(lián)后接成三角形，然后并入電網(wǎng)。這樣的接線方式可以消化自身產(chǎn)生的3次諧波，不至于流入系統(tǒng)而增加3次諧波濾波裝置的投資。三、靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)第12頁/共30頁11/24/2021三、靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)電容器組或?yàn)V波器組向系統(tǒng)提供足夠的容性無功，并濾除電網(wǎng)的有害諧波。通常以濾

8、波電容器（或并聯(lián)電容器）為主，濾波電抗器和濾波電阻等則是其附屬部件。這是SVC中的固定容性無功部分。第13頁/共30頁11/24/2021三、靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC)SVC閥組1、晶閘管閥組是TCR無功變化的控制核心部分。2、 閥體由一定數(shù)量的晶閘管、TCU、均壓電阻、 均壓電容、散熱器及其附屬器件組成。3、閥組的冷卻方式一般采用純水冷卻。4、晶閘管閥組采用相位觸發(fā)控制方式，晶閘管觸發(fā)角度一般選擇在106-165之間。5、 每相閥組中晶閘管元件的數(shù)量保有足夠的冗余度，當(dāng)每相中個別晶閘管損壞時，設(shè)備仍可正常運(yùn)行。35kV閥組冗余級數(shù)為2級，即使2只晶閘管發(fā)生保護(hù)性觸發(fā)，TCR也能正常運(yùn)行

9、，超過2只故障控制系統(tǒng)會跳閘。 第14頁/共30頁11/24/2021SVG的基本原理是：將電壓源型逆變器，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。通過調(diào)節(jié)IGBT器件導(dǎo)通角，控制直流逆變到交流電壓的幅值和相位。通過檢測系統(tǒng)中所需的無功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無功，實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，保持系統(tǒng)實(shí)時高功率因數(shù)運(yùn)行。圖為SVG原理圖，將系統(tǒng)看作一個電壓源， SVG可以看作一個可控電壓源，連接電抗器或者可以等效成一個線形阻抗元件。SVG以安裝方式分類:戶外組合柜式、戶內(nèi)柜式、戶內(nèi)框架式。以接入系統(tǒng)方式分類：降壓式、直掛式。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第15頁/共30頁四、靜止無功發(fā)生器（SVG）11/24

10、/2021SVG的技術(shù)優(yōu)勢1、響應(yīng)時間更快（5ms）2、抑制電壓閃變能力更強(qiáng)（達(dá)到80%）3、運(yùn)行范圍更寬4、補(bǔ)償功能多樣化 5、占地面積小 6、不產(chǎn)生諧波7、不產(chǎn)生系統(tǒng)串、并聯(lián)諧振，系統(tǒng)運(yùn)行更可靠 第16頁/共30頁11/24/2021SVG的主要組成：主要有連接電抗器、啟動裝置、功率部分、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、信號采集與傳輸?shù)容o助部分組成。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第17頁/共30頁11/24/2021啟動裝置主要有由啟動開關(guān)、啟動電阻、避雷器、隔離刀閘和接地刀閘等組成。主要作用：實(shí)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，啟動電阻串于充

11、電回路，起限流保護(hù)作用；需將電阻通過啟動開關(guān)旁路后SVG方能投入運(yùn)行。連接電抗器主要作用：限制無功輸出電流；濾除裝置產(chǎn)生的高次諧波；將兩個電壓源連接起來。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第18頁/共30頁11/24/2021SVG功率單元1、功率單元包括散熱器、IGBT、直流電容、銅排、放電電阻、觸發(fā)板、電源模塊。2、功率單元板具有故障檢測功能，可以檢測IGBT過流、直流側(cè)過壓 和功率單元超溫，實(shí)現(xiàn)對單元最主要最直接的保護(hù)。3、IGBT是自換相橋式電路的核心器件，通過控制IGBT的通斷，將直流側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成與交流側(cè)電網(wǎng)同頻率的輸出電壓。 4、直流電容為功率單元直流側(cè)提供直流電壓支撐。5、散熱器用于將

12、工作中的IGBT的熱量及時散發(fā)出去，保證IGBT正常工作。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）功率單元IGBT模塊第19頁/共30頁控制系統(tǒng)主要由PLC、顯示操作面板、主控制柜、分相控制箱、智能服務(wù)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)等部分組成 。主要完成控制、保護(hù)和監(jiān)控功能。主控制柜由主控制箱、PLC、空氣開關(guān)、繼電器、接觸器、觸摸屏等部分組成。分相控制柜主要為三臺分相控制箱。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）PLCS7-200 CPU226RS485RS485去監(jiān)控系統(tǒng)觸摸屏主控機(jī)箱RS485第20頁/共30頁11/24/2021水冷系統(tǒng)1、純水冷卻系統(tǒng)主要包括管路配件，循環(huán)泵，補(bǔ)水裝置，緩沖水箱，水風(fēng)換熱器，過濾器，

13、去離子設(shè)備，儀表以及水冷控制器。2、閥組的冷卻采用去離子水來進(jìn)行。水冷系統(tǒng)通過水泵、陽離子交換樹脂保證送入閥組的純水循環(huán)并保持較高的水質(zhì)。閥組的冷卻媒質(zhì)是純水+乙二醇，可以保證零下40度不結(jié)冰。3、水冷系統(tǒng)的外冷卻，用風(fēng)冷卻裝置來做外冷卻。閥組的告警溫度為50，跳閘溫度為55。工作風(fēng)機(jī)當(dāng)溫度為25時啟動，18時停止。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第21頁/共30頁11/24/2021SVG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(shè)定容量輸出，通過這種方式可以測量裝置跟蹤無功的準(zhǔn)確性和階躍響應(yīng)速度。恒系統(tǒng)無功模式：可精確控制系統(tǒng)無功為設(shè)定的目標(biāo)值或范圍。負(fù)荷補(bǔ)償模式：該方式下

14、，裝置通過檢測負(fù)荷或系統(tǒng)側(cè)電流自動調(diào)節(jié)裝置電流輸出，以提高系統(tǒng)或負(fù)荷電流的電能質(zhì)。電壓無功綜合控制模式 ：該模式用于控制系統(tǒng)側(cè)或用戶設(shè)定參考點(diǎn)處電壓，適用于風(fēng)電場等需要將考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在一定水平的場合。裝置通過調(diào)節(jié)其無功輸出使考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在用戶設(shè)定的電壓目標(biāo)值或范圍內(nèi)。 四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第22頁/共30頁11/24/2021 SVG操作與維護(hù)1、 SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的投運(yùn)：將開關(guān)室SVG接地刀閘拉開將室外接地刀閘拉開，并將隔離開關(guān)合上，將開關(guān)手車搖至運(yùn)行位置。將SVG控制柜上的“復(fù)位”按鈕按下，直到“合閘就緒”指示燈亮起，此時將SVG斷路器合上，SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置即可投入

15、運(yùn)行。2、 SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的停機(jī)：將SVG斷路器斷開，SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置退出運(yùn)行。3、 如進(jìn)入檢修狀態(tài)需進(jìn)行如下操作：將室外隔離開關(guān)拉開，并將接地刀閘合上將開關(guān)室SVG手車開關(guān)搖至試驗(yàn)位置，并將接地刀閘合上四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第23頁/共30頁11/24/2021SVG的操作注意事項(xiàng)：1、上電順序：先給二次控制系統(tǒng)上電，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到的各種狀態(tài)量判斷系統(tǒng)狀態(tài)，若裝置正常，則就緒指示燈點(diǎn)亮。在裝置就緒的情況下才能上電運(yùn)行。2、動態(tài)無功補(bǔ)償裝置為高壓設(shè)備，操作時必需有高壓意識，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。3、正常運(yùn)行時，不可以隨意按動鍵盤或者操作按鈕，否則可能引起系統(tǒng)誤動。四、靜止無

16、功發(fā)生器（SVG）第24頁/共30頁11/24/20211) 檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況，注意室內(nèi)溫度應(yīng)在0+40。2) 保持室內(nèi)清潔衛(wèi)生，保持設(shè)備表面清潔干燥。 3) 檢查SVG是否有異常響聲，振動及異味。 4) 檢查所有電力電纜、控制電纜有無損傷，電力電纜端子是否松動。5) 檢查濾塵網(wǎng)是否通暢；散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。 6) 檢查設(shè)備構(gòu)架無傾斜，檢查設(shè)備構(gòu)架各螺栓連接可靠，不松動，墊圈齊全。7) 注意設(shè)備各部接點(diǎn)、絕緣子、套管等設(shè)備有無放電現(xiàn)象。 8) 檢查狀態(tài)指示與監(jiān)控系統(tǒng)是否顯示正常。9) 檢查電抗器引線無過度松弛或異物搭接，聲音正常，震動無異常。 四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第25頁/共3

17、0頁11/24/2021SVG的特殊巡視：（1）夜間巡視時，應(yīng)主要巡視設(shè)備各部節(jié)點(diǎn)、各部絕緣子、套管等設(shè)備外絕緣，有無放電、閃絡(luò)、冒火現(xiàn)象。 （2）雪天應(yīng)該注意設(shè)備端子及接頭處積雪有無熔化發(fā)熱等現(xiàn)象，套管表面有無冰凌及放電現(xiàn)象。 （3）大風(fēng)天應(yīng)該注意導(dǎo)線及引線有無損壞和擺動過大情況，觀察端子處是否松動，設(shè)備上有無飄掛雜物。構(gòu)架有無傾斜。（4）雷雨及過電壓后，應(yīng)注意檢查套管、絕緣子、避雷器等瓷件有無放電痕跡和損壞情況，檢查避雷器及接地引下線有無燒傷痕跡，并作好記錄。 （5）在高溫、嚴(yán)寒、氣溫突變時，應(yīng)對溫度要求高的功率室、控制室加強(qiáng)巡視，防止由于空氣調(diào)節(jié)設(shè)備異常導(dǎo)致溫度超出正常范圍。四、靜止無功

18、發(fā)生器（SVG）第26頁/共30頁11/24/2021SVG停機(jī)后的維護(hù)工作：1、重新檢查所有電氣連接的緊固性；2、用修補(bǔ)漆修補(bǔ)生銹或外露的地方；3、用吸塵器徹底清潔設(shè)備，保證設(shè)備內(nèi)無塵；4、檢查柜體框架等絕緣件，如果在清潔之后仍然發(fā)烏變黑應(yīng)立即進(jìn)行處理；5、檢查所有冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動情況，如果出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動不穩(wěn)等現(xiàn)象應(yīng)更換風(fēng)扇； 四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第27頁/共30頁11/24/2021SVG維護(hù)注意事項(xiàng)：1、 只有在動態(tài)補(bǔ)償裝置不帶電（高壓電和控制電）并且不存在高溫時才能接觸柜內(nèi)部件。2、 在檢修時，要確保室外隔離開關(guān)斷開，接地刀閘合上。3、 上、下電順序應(yīng)遵循啟機(jī)時先上控制電再上高壓主電，關(guān)機(jī)時順序相反。4、 禁止在主電路有電時斷開散熱系統(tǒng)電源，這樣會導(dǎo)致過熱損壞裝置。5、 SVG雖已經(jīng)斷開電源，但SVG的功率單元的直流母排及直流電容器上仍然殘留有危險的直流電壓，因此在斷開電源15分鐘后才允許進(jìn)入。6、 對功率單元進(jìn)行維護(hù)前，需使用萬用表直流電壓檔測量直流母排及直流電容器上的剩余電壓，確保剩余電壓不超過24V。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第28頁/共30頁11/24/2021四、靜止無功發(fā)生器（SVG）SVG的常見故障1、斷路器合閘不成功，控制柜合閘就緒燈未亮：檢查控制柜上的“復(fù)位”按鈕是