10KV供電系統(tǒng)加裝動態(tài)無功功率補償

1、目目 錄錄一、概述.2二、采用靜態(tài)補償濾波存在的缺陷 .2三、綜合治理方案 .3四、治理效果.5五、H.SVG+顯著優(yōu)勢 .5六、H.SVG+與同類產品比較 .6七、H.SVG+與其它類型產品比較 .7八、主要參考標準 .7九、H.SVG+簡介 .9十、售后服務.131 1 10KV10KV 供電系統(tǒng)加裝動態(tài)無功功率補償供電系統(tǒng)加裝動態(tài)無功功率補償技術方案技術方案一、概述一、概述光伏電源項目現(xiàn)場中運行的負荷多為感性負荷，大量存在的感性負荷，不僅造成系統(tǒng)功率因數(shù)過低，降低了生產效率，增加企業(yè)電能費用支出，還會引起電網(wǎng)電壓波動，嚴重時影響帶載設備的安全運行，給企業(yè)帶來不必要的經濟損失。為了提高系統(tǒng)

2、功率因數(shù)，改善電能質量，節(jié)能降耗，增強系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，需要對供電系統(tǒng)進行無功補償。項目 10KV 每段母線擬補償容量 4000kvar，本技術方案根據(jù)此次工程高壓無功補償裝置技術要求，并結合本公司開發(fā)、設計、制造和在新能源、化工、煤礦、港口、造紙、船廠、鋼鐵、汽車、船舶、石油等行業(yè)投運無功補償裝置的工程經驗及相關試驗測試鑒定結果設計。二、采用靜態(tài)補償濾波存在的缺陷二、采用靜態(tài)補償濾波存在的缺陷目前國內生產高壓電容補償成套裝置的廠家，大部分只能生產真空開關投切的電容補償裝置，而不具備生產適合于沖擊性負荷/動態(tài)負荷補償?shù)膭討B(tài)補償裝置的能力。真空開關投切的這種電容補償裝置屬于傳統(tǒng)的靜態(tài)補償裝置

3、，可以做成自動補償裝置，但不是動態(tài)補償裝置（主流的無功功率補償裝置分類及關系特點見下頁表一，其它類型的補償都不是廣泛使用的產品） 。傳統(tǒng)的靜態(tài)補償裝置在對沖擊性負荷/動態(tài)負荷負荷補償時存在以下嚴重問題：產生沖擊電流：真空開關投切時間不能控制，開關閉合時有沖擊電流，對電網(wǎng)產生沖擊，系統(tǒng)電壓波形產生缺口，嚴重時產生過電壓和過電流，降低供電質量和干擾弱電設備的正常運行 損壞設備，這不僅沒解決電網(wǎng)存在的問題，反而給電網(wǎng)還帶來不利影響。機械式開關如果多次動作會引起開關燒毀，降低使用壽命，嚴重影響了裝置自身的正常工作。真空開關投切速度慢：采用真空開關投切電容器，開關動作速度慢，容易造成過補或欠補。真空開關

4、不能頻繁投切：重復投切電容器需要較長的放電過程，必須保證幾分鐘到數(shù)十分鐘的時間間隔，無功補償失去控制。對電容器在全壓狀態(tài)下的投切次數(shù)直接影響到電容器的使用壽命。電容器頻繁投切會加快電容器容值衰減，出現(xiàn)過壓擊穿，甚至發(fā)生爆炸。結論：對于現(xiàn)場的負荷，單純的采用真空開關投切的靜態(tài)補償是無法滿足負荷對補償裝置無沖擊投切、頻繁投切、跟蹤補償?shù)囊蟮?。采用這種靜態(tài)的補償裝置，必將出現(xiàn)無功欠補或無功倒送，根本不能滿足補償?shù)囊?。動態(tài)負荷的現(xiàn)場，必須要采用動態(tài)的補償裝置。三、綜合治理方案三、綜合治理方案1、采用、采用 H.SVG+方案優(yōu)勢方案優(yōu)勢為了更好的補償系統(tǒng)無功，提高電能質量、系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，建議

5、在10KV 母線加裝 H.SVG+動態(tài)無功及諧波綜合補償裝置（以下簡稱 H.SVG+） ，可以很好的滿足用戶的需求。H.SVG+是將有源補償與自動補償相結合的一種新型補償方式，其中有源補償部分為 SVG 結構，無源濾波補償部分為真空接觸器投切補償電容器組（HVC）結構。SVG 采用半導體電力電子器件來構建整流和逆變電路，可對負荷實現(xiàn)雙向補償和連續(xù)調節(jié)，補償容量設計足夠時實現(xiàn)功率因數(shù)補償接近為 1。HVC 采用真空接觸器自動投切補償電容器組，主要用來無功補償?shù)淖饔?。對于本項目來講采用這種補償方案的優(yōu)勢在于：（1）現(xiàn)場負荷并非全部是動態(tài)負荷，有相當一部分負荷是運行穩(wěn)定、無功基本保持不變的靜態(tài)負荷。

6、如果全部采用動態(tài)補償，工程造價較高，增加了用戶的投資。如果全部采用靜態(tài)補償，價格雖然低廉，但技術性能差，補償效果又不理想。H.SVG+動靜結合，既克服了單純使用SVG 造價較高的問題，SVG 可感性輸出又解決了單純使用靜態(tài)的濾波補償在系統(tǒng)功率因數(shù)高時投入產生的過補問題，還提高了整套裝置的安全性和可靠性，具有較高的性價比。（2）SVG 有源補償部分跟蹤動態(tài)負荷無功變化，具有快速響應、實時調節(jié)、連續(xù)補償優(yōu)點，HVC 主要用補償系統(tǒng)穩(wěn)定性無功的作用，同時可以設置成濾波裝置，在濾波的同時并能輸出部分基波無功為靜態(tài)負荷提供所需的無功功率。在對負荷進行補償（濾波）的整個控制過程中，SVG 與 HVC 互相

7、配合，既能保證（濾波）補償效果提高系統(tǒng)功率因數(shù)，又可避免無功過補，從而滿足全部負荷的補償需求，屬于一種比較先進的補償方式。（3）H.SVG+投入運行后系統(tǒng)平均功率因數(shù)可以提高到 0.95 以上（設計容量足夠的情況下，達到用戶功率因數(shù)要求） ，變電所減少了對上級電網(wǎng)的無功輸出，系統(tǒng)中流動的無功電流減少，由電流造成的線路損耗、變壓器損耗、諧波阻抗損耗都相應減少，節(jié)能降耗。（4）H.SVG+投入運行后能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，抑制電壓閃變，改善電能質量。運行可以做到無人值守，電容器運行參數(shù)可通過 RS485 通訊接口上傳到中央控制室，這也給企業(yè)以后信息化發(fā)展打下良好基礎。 （5）SVG 還可以在不增加硬件

8、電路的情況下，通過更改參數(shù)設置，實現(xiàn)濾波功能。在需要的情況下，對其它低次諧波進行治理，進一步提高電能質量。2、補償容量、補償容量分組方案分組方案根據(jù)用戶系統(tǒng)的無功補償容量設計要求，系統(tǒng)需要補償無功為 4000kvar。為滿足用戶對電能質量的要求，達到良好的補償效果，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。H.SVG+的容量設計如下：高壓 H.SVG 采用 2000kvar，自身實現(xiàn)-2000kvar+2000kvar 連續(xù)可調，高壓 HVC 采用 2000kvar。兩種設備有機結合，擴大動態(tài)補償?shù)姆秶?，同樣達到純有源補償?shù)男Ч?，降低項目投資。設備型號：H.SVG+-10/4000kvar（2000S+2000H）動

9、態(tài)連續(xù)補償范圍：-2000kvar+4000kvar數(shù)量：1 套各單元配合動作程序如下：系統(tǒng)需要補償?shù)臒o功容量（kvar）系統(tǒng)負荷性質H.SVGHVC-20000容性投運運行在感性輸出模式退出0+2000感性投運運行在容性輸出模式退出+2000+4000感性投運運行在容性輸出模式投運單套 H.SVG+設備容量及柜體尺寸詳細如下：序號項目型號數(shù)量（面）單套尺寸（寬深高mm）1控制柜SVG+-WH11200160026002連接變壓器柜DYB-10/112800160026003啟動柜QD-121200160026004功率單元柜SVG-GL21200160026005HVC 電容柜HVC-10/

10、20001160016002600合計-1040016002600四、治理效果四、治理效果設計補償容量足夠的情況下，功率因數(shù)達到 0.95 以上。穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，提高設備使用壽命，降低現(xiàn)有設備的維護成本，電壓波動和閃變達到國家標準。增加變壓器帶載容量，降低網(wǎng)損，高效節(jié)能，提高功率因數(shù)，減少無功功率在網(wǎng)絡中輸送所造成的功率損耗。諧波不會引起補償裝置與系統(tǒng)產生諧振，確保補償裝置和系統(tǒng)的安全，補償裝置本身安全可靠工作。裝置投入運行后，不會對系統(tǒng)的其它設備產生影響，不會危害電網(wǎng)安全。五、五、H.SVG+顯著優(yōu)勢顯著優(yōu)勢威瀚公司目前為客戶提供的 H.SVG+已經屬于成熟產品，主要元件參數(shù)配合合理，系列化生

11、產。采用了如下關鍵技術，保證產品性能及系統(tǒng)安全運行，適用于各種負荷的無功補償：調節(jié)速度快，響應時間小于 10ms。高壓 SVG 采用 IGBT 組成的變流器輸出無功功率，從采集補償信號到控制 IGBT觸發(fā)可以在一個周期內完成，響應時間小于 10ms，這就實現(xiàn)了快速補償。高壓 SVG響應時間小于 10ms，調節(jié)速度快，這對于沖擊性負荷相比，完全可以滿足對補償?shù)目焖僖?，解決了機械式開關投切的電容補償所帶來的無功過補或欠補的問題。無功容量連續(xù)調節(jié)與平滑輸出，克服了電容器分組分級投切的缺陷。高壓 SVG 通過實時控制電路將負載電流中的無功分量分離出來，運用大容量DSP 芯片，采用 PWM 最新技術控

12、制 IGBT 觸發(fā)，通過調節(jié)三相變流器交流側輸出電壓的相位和幅值，迅速吸收（運行在感性模式）或發(fā)出（運行在容性模式）所需要的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功功率的平滑、連續(xù)補償。由于變流器交流側輸出電壓幅值可以連續(xù)調節(jié)，從而實現(xiàn)了整套裝置輸出容量的連續(xù)調節(jié)。整套裝置協(xié)調控制，保證快速補償和全程功率因數(shù)接近 1。傳統(tǒng)補償設備一般采用分組分級投切的方式，電容器分組容量及投切容量很難達到與系統(tǒng)無功完全平衡，為避免電容器投入后出現(xiàn)過補，總會有一部分系統(tǒng)無功得不到補償，這部分未被補償?shù)臒o功長期積累造成大量損耗增加，影響用電企業(yè)費用支出。高壓 SVG 無功容量連續(xù)輸出與調節(jié)，可以對系統(tǒng)無功實現(xiàn)完全補償，解決了分組分

13、級式補償裝置存在的固有缺陷。雙向補償，既補償感性負荷，又補償容性負荷。傳統(tǒng)補償設備采用電容器提供無功功率，只能補償感性負荷，在系統(tǒng)呈現(xiàn)容性或者是處在容性、感性反復變化的狀態(tài)，則失去補償效果。高壓 SVG 對于任何感性、容性現(xiàn)場，都可實現(xiàn)有效補償，使用該產品可使系統(tǒng)的功率因數(shù)始終保持接近為 1，節(jié)能和諧波抑制效果顯著。六、六、H.SVG+與同類產品比較與同類產品比較H.SVG+變流器功率單元采用三電平結構，與其它廠家 SVG 采用的串聯(lián)鏈式結構相比，具有如下優(yōu)點：通過降壓變壓器接入系統(tǒng)，SVG 與高壓隔離可靠性高；波形具有更好的諧波頻譜；開關器件承受的電壓應力只有直流電壓的 1/2，無需均壓。更

14、詳細的比較如下：序號項目威瀚公司：SVG 動態(tài)無功功率發(fā)生電源其它廠家：SVG 動態(tài)無功功率發(fā)生電源1產品型號Static：靜止型Var：無功Generator：發(fā)生器靜止同步補償器（STATCOM）或靜止調相器（STATCON)2與系統(tǒng)連接方式通過降壓變壓器接入電網(wǎng)通過連接電抗器接入電網(wǎng)3主要組成變壓器+功率單元+控制柜+啟動柜電抗器+功率單元+控制柜+開關柜4功率單元結構三電平串聯(lián)鏈式5是否均壓開關器件承受的電壓低不需要 IGBT 串并聯(lián)，無需均壓SVG 直接接入高壓系統(tǒng)，開關器件承受的電壓高用的 IGBT 數(shù)目多，需要 IGBT 串并聯(lián)，對器件串聯(lián)的動態(tài)均壓要求較高6控制簡單IGBT 開

15、關器件數(shù)目多，控制復雜7開關器件要求對器件要求較低觸發(fā)的同時性要求嚴格，對器件參數(shù)要求較高8可靠性通過降壓變壓器接入電網(wǎng)，SVG 與高壓隔離，可靠性高通過連接電抗器接入電網(wǎng)，IGBT 開關器件直接承受高電壓，可靠性低9安全性安全性好對開關器件參數(shù)要求苛刻，故障點多，較之經變壓器降壓的三電平功率結構安全性要差10建議采用三電平結構 SVG，高可靠性、高安全性，保證設備長期正常使用。七、七、H.SVG+與其它類型產品比較與其它類型產品比較產品型號H.SVG+TSCTCR+FCMCR+FCH.SVG控制范圍容性、感性容性、感性容性容性、感性容性、感性容性、感性容性、感性連續(xù)調節(jié)特性連續(xù)連續(xù)分組連續(xù)連

16、續(xù)連續(xù)連續(xù)響應時間快快快快快快快設備自身功耗小小小大大中等中等諧波發(fā)生量無無無大大無無噪音小小無中等大小小對電壓變化、附在波動適應能力強強一般一般一般強強對諧波和頻率變化的敏感度中等中等敏感敏感敏感不敏感不敏感無功配置容量額定容量額定容量額定容量2 倍額定容量2 倍額定容量額定容量額定容量占地面積中等中等中等大較大中等中等說明：從以上對比表中可以清楚看出，說明：從以上對比表中可以清楚看出，H.SVG+與與 H.SVG 實現(xiàn)的技術功能是一樣的，實現(xiàn)的技術功能是一樣的，既經濟實惠，安全可靠；又可以保證系統(tǒng)功率因數(shù)目的值，減少自身損耗。是用戶的既經濟實惠，安全可靠；又可以保證系統(tǒng)功率因數(shù)目的值，減少

17、自身損耗。是用戶的首選方案。首選方案。八、主要參考標準八、主要參考標準GB/T14549-93 電能質量 公用電網(wǎng)諧波DL/T672-1999變電所電壓無功調節(jié)控制裝置訂貨技術條件GB11920-89 電站電氣部分集中控制裝置通用技術條件GB 1207-1997電壓互感器GB 10229 電抗器 GB7328變壓器和電抗器的聲級測量 SD 325-89電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術導則 GB311.2311.6-83 高電壓試驗技術 。 GB5316串聯(lián)電抗器 GB1985-89交流高壓隔離開關和接地開關 DL/T620 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合 GB/T 11032-2000交流無間隙

18、金屬氧化物避雷器 GB/T 11024.1-2001放電器 GB2900 電工名詞術語 GB3ll.16 高壓輸變電設備的絕緣配合 GB3ll.7 高壓輸變電設備的絕緣配合使用導則 GB 5582 高壓電力設備外絕緣污穢等級 GB11022 高壓開關設備通用技術條件 GB1985 交流高壓隔離開關和接地開關 GB 2536 變壓器油 GB5273 變壓器、高壓電器和套管的接線端子 GB775 絕緣子試驗方法 GB/T4109 高壓套管技術條件 GB 1094 電力變壓器 GB/T6451-1999 三相油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求 JB/T10088-1999 6220kV 級變壓器聲級 D

19、L/T574-1995 有載分接開關運行維護導則 GB/T13499-1992 電力變壓器應用導則 G/T 12325-2003 電能質量 供電電壓允許偏差 GB 12326-2000 電能質量 電壓波動和閃變 GB/T14549-1993 電能質量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 15543-1995 電能質量 三相電壓允許不平衡度 GB14285-93 繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程 GB50217-2007 電力工程電纜設計規(guī)范 GB4856 (IEC255) 電氣繼電器的絕緣試驗 JB/ZQ400.1 86產品檢驗通用技術要求相關中國國家標準九、九、H.SVG+簡介簡介1、高壓、高壓 SVG

20、動態(tài)無功功率發(fā)生電源動態(tài)無功功率發(fā)生電源1.1、SVG 概述高壓 SVG 是一種用于電氣系統(tǒng)動態(tài)無功功率補償領域，突破無功補償傳統(tǒng)理念的新型補償產品。該產品采用半導體電力電子器件來搭建整流和逆變電路，可對負荷實現(xiàn)雙向補償和連續(xù)調節(jié)。高壓 SVG 取消電容器，不用電容器來產生無功功率，避免了開關投切電容的弊端和不足，是無功補償領域的更新?lián)Q代產品。高壓 SVG 響應速度快，功耗和發(fā)熱量小，可廣泛適用各種負荷狀況，起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，增加變壓器帶載能力，抑制系統(tǒng)諧波的作用。如：因大量使用感應電動機，負荷沖擊波動非常大，造成系統(tǒng)功率因數(shù)偏低。高壓 SVG 能自動跟蹤負荷變化，平滑無級輸出與負荷的無功電流

21、大小相等、方向相反的容性無功電流，使系統(tǒng)的功率因數(shù)始終接近為 1；另外，對于負載呈現(xiàn)容性或者是處在容性，感性反復變化的狀態(tài)的現(xiàn)場，傳統(tǒng)的無功功率補償器無法達到補償效果，使用該產品可使系統(tǒng)的功率因數(shù)始終保持接近為 1，節(jié)能和諧波抑制效果顯著。1.2、設備特點任選工作模式可以補償系統(tǒng)的感性或容性無功，實現(xiàn)雙向補償，在補償容量不超過高壓 SVG 額定容量下，可考慮高壓 SVG 承擔諧波濾波功能。長時間安全運行采用進口高品質 IGBT、DSP 并具有完善的保護功能。操作簡單采用大屏幕彩色觸摸屏、中文菜單式操作、人機界面良好、可遠程通訊。1.3、工作原理高壓 SVG 是一種新型可連續(xù)調節(jié)的雙向補償電源，

22、其基本結構是由 IGBT 管組成的三相并聯(lián)變流器經連接變壓器接入電網(wǎng)。系統(tǒng)電流通過電流互感器被采集到高壓SVG 控制系統(tǒng)中，通過實時控制電路將負載電流中的無功分量分離出來，運用大容量DSP 芯片，采用 PWM 最新技術控制 IGBT 觸發(fā)，通過調節(jié)三相變流器交流側輸出電壓的相位和幅值，迅速吸收（運行在感性模式）或發(fā)出（運行在容性模式）所需要的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功功率的平滑、連續(xù)補償。圖圖 1、高壓、高壓 SVG 一次系統(tǒng)圖一次系統(tǒng)圖1.4、技術特征采用高壓連接變壓器把系統(tǒng)電壓降到適合功率單元工作的電壓等級上，通過變連接壓器把無功送入電網(wǎng)，高壓 SVG 結構是基于三電平逆變橋的并聯(lián)結構模式。采

23、用大功率的 IGBT 管組成三相逆變橋，可動態(tài)雙向連續(xù)調節(jié)無功功率，可補償感性無功，又可補償容性無功?？蓪崿F(xiàn)功率因數(shù)全程接近為 1。高壓 SVG 調節(jié)速度快，適合于電網(wǎng)頻繁波動的場合。自身功耗低，發(fā)熱量小，節(jié)能效果明顯。取消了傳統(tǒng)的無功補償裝置中的補償電容器，克服了傳統(tǒng)補償器易與系統(tǒng)發(fā)生諧振的缺點。輸出無功電流是標準的正弦波，不產生諧波，在系統(tǒng)諧波電流較大環(huán)境下，高壓 SVG 仍可正常運行。保護措施齊全、具有過流、過壓、欠壓、過熱，電子元器件監(jiān)測等多重保護。配電變壓器采樣電流互感器高壓公共母線采樣電壓互感器連接變壓器負載SVG 控制系統(tǒng)保護系統(tǒng)SVG 功率單元采用大容量，高清晰的人機界面彩色觸

24、摸屏，可顯示和記錄系統(tǒng)運行參數(shù)；菜單中文顯示，圖文并茂，顯示界面能觸摸設定，人機對話?？蓪崟r顯示裝置運行參數(shù)和歷史事件記錄。通過 RS485 接口、RS232 接口或其他通訊方式，可與上位機進行通訊。1.5、技術參數(shù)產品型號：SVG一次電壓：10KV二次電壓：1KV電源頻率：50Hz響應時間：10ms有功功率損耗：1%噪聲：小于 65 分貝冷卻方式：熱管散熱保護功能：過壓、欠壓、過流、限流、溫升、IGBT 等各種保護控制器：可測量、顯示和記錄電網(wǎng)參數(shù)值；人機接口采用液晶+鍵盤的方式；具有上電自啟動、上電自檢、復歸及過電壓、低電壓、防投切振蕩等功能，提供計算機接口 RS485、RS232 接口或

25、其他通訊方式。1.6、功能及配置設備采用進口 IGBT，德國西門康品牌，主電路采用 PWM 控制變流器經連接變壓器并聯(lián)在電網(wǎng)上。實時跟蹤補償負荷側的諧波電流，響應時間小于 10ms。模塊化結構，便于安裝和維護，多臺高壓 SVG 可以同時并聯(lián)使用。能在外部故障或停電時自動退出，送電后自動恢復運行?？刂破骺蓪崿F(xiàn)全數(shù)字用戶設置，采用大容量，高清晰的人機界面彩色觸摸屏，掉電數(shù)據(jù)不丟失，電壓、電流、諧波、功率因數(shù)功率實時顯示，具有串行通訊功能，可實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)群控?？刂破鞴ぷ髟恚ú蓸?、處理和控制）先進、合理，長期自動化運行穩(wěn)定可靠。主電路保護措施完備，損耗低，安全性能好。柜內元器件安裝排列整齊，布線規(guī)范有序

26、，標識清楚?？蚣芎屯鈿ぞ哂凶銐虻膹姸群蛣偠?，應能承受所安裝元件及短路時所產生的動、熱穩(wěn)定。不因成套設備的吊裝、運輸?shù)惹闆r而影響設備的性能；保證柜形及顏色與其它低壓柜協(xié)調一致。1.7、應用場合該產品適用于供電系統(tǒng)中由于大范圍、頻繁波動負載造成局部電壓波動幅度較大，影響電氣設備正常運行的場合；對調壓和動態(tài)無功補償有較高要求的用電部門?？蓮V泛應用于機械制造、冶金、鐵道、煤礦、化工、油田等大范圍頻繁波動性負荷相對集中的大中型工業(yè)企業(yè)，尤其對焊機、軋鋼機等沖擊性負荷具有良好的補償效果。2、高壓、高壓 HVC 自動無功功率補償裝置自動無功功率補償裝置2.1、HVC 概述高壓 HVC 自動無功功率補償裝置（以下簡稱高壓 HVC）由高壓真空開關、高壓電容器組、電抗器、避雷器和一些附屬設備組成，有高可靠性的控制器按照模糊控制策略進行電壓無功綜合控制。電容器組由高壓真空開關來投切。當控制器檢測到的無功電流值超過整定值時，控制器根據(jù)需投電容器組的級數(shù)，給出控制信號，自動投入高壓真空開關，將電容器組投入運行。當負載無功電流值低于整定值時，控制器給出控制信號將高壓真空開關斷開，電容器組退出工作。以上工作狀態(tài)完全自動進行。節(jié)能效果明顯，功率因數(shù)提高顯著，是無功補償領域的更新