無功補償裝置介紹

會計學(xué)1無功補償裝置介紹9/11/2022一、無功補償基本知識1、無功補償配置的基本原則《依據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準》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)過計算分析，配置適當規(guī)模、類型的無功補償裝置；配置的無功補償裝置應(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。35kV～220kV變電站低谷負荷主變高壓側(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)濟運行，這里根據(jù)運行經(jīng)驗推薦不低于0.92。在實際運行時，考慮避免電容器投退過于頻繁，影響開關(guān)、電容器性能，低谷負荷時功率因數(shù)可放寬到0.98。第2頁/共30頁一、無功補償基本知識2、220kV變電站無功補償配置為更好的指導(dǎo)無功補償容量的選擇，根據(jù)各單位的運行情況，按照15%～25%（上限區(qū)域）和10%～15%（下限區(qū)域）配置。3、35~110kV變電站無功補償配置35～110kV變電站的容性無功補償裝置以補償變壓器無功損耗為主，適當兼顧負荷側(cè)的無功補償。容性無功補償容量按主變壓器容量的15%～30%配置。第3頁/共30頁9/11/2022一、無功補償基本知識4、風電場的無功補償配置風電場的電壓控制風電場變電站高壓側(cè)母線電壓正、負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%。風電場的無功補償分為兩個部分即風機自身的無功補償和用于補償變壓器及風電送出線路無功補償?shù)娘L電場內(nèi)集中無功補償。風電場的無功補償裝置容量總和不小于風電裝機容量的30%～50%。5、動態(tài)無功補償設(shè)備響應(yīng)時間在30ms以內(nèi)。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、無功補償基本知識第5頁/共30頁一、無功補償基本知識·視視視在在在功功功率率率用：S在表交示流，電單路位中是，VA電、壓kV與A、電M流VA有等效值的乘積，我們把這一部分功率稱之為視在功率。

功·率功因率數(shù)因：數(shù)在交流電路中，電壓與電流之間相位差（Φ

）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第6頁/共30頁無功對設(shè)備的影響1、降低發(fā)電機有功功率的輸出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。無功補償基本原理1、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，能量在兩種負荷之間交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

2、作用無功補償?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載的有功和無功功率。一、無功補償基本知識9/11/2022第7頁/共30頁二、無功補償?shù)陌l(fā)展第8頁/共30頁9/11/2022SS

VV

CC

的主要分類TT晶CC閘RR管型控型制SS電VV抗CC器工（作T作CR原）原、理晶閘管投切電容器（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TTCCRR能型提VS供裝連置續(xù)中的，感通性常無裝功設(shè)功特率定，調(diào)濾諧波次器數(shù)兼的顧濾濾波波器和，補具償有容較性好無的功濾，波兩效者果配，合能使將用負，荷可波以動對產(chǎn)無生功的功諧率波進濾行去動，態(tài)以補減償少,C 使諧得波并對系聯(lián)統(tǒng)濾波電能器質(zhì)中多量余的的影無響功。功率得到平衡，確保補償點的電壓維持不變。三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC)第9頁/共30頁9/11/2022三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC)SVC的主要功能1、動態(tài)補償無功，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9/11/2022第10頁/共30頁三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC)SVC的主要構(gòu)成第11頁/共30頁9/11/2022三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC)電抗器這部分是SVC中吸收無功或調(diào)節(jié)無功的主體?？梢匝a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?？招碾娍蛊髋cTCR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。第12頁/共30頁9/11/2022三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVC)電容器組或濾波器組向系統(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9/11/2022三、靜止型動態(tài)無功補償裝置（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，當每相中個別晶閘管損壞時，設(shè)備仍可正常運行。35kV閥組冗余級數(shù)為2級，即使2只晶閘管發(fā)生保護性觸發(fā)，TCR也能正常運行，超過2只故障控制系統(tǒng)會跳閘。第14頁/共30頁9/11/2022SVG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，實現(xiàn)無功的就地平衡，保持系統(tǒng)實時高功率因數(shù)運行。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9/11/2022四、靜止無功發(fā)生器（SVG）9/11/2022SVG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（達到80%）3、運行范圍更寬4、補償功能多樣化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)運行更可靠第16頁/共30頁SVG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9/11/2022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，啟動電阻串于充電回路，起限流保護作用；需將電阻通過啟動開關(guān)旁路后SVG方能投入運行。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9/11/2022SVG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，實現(xiàn)對單元最主要最直接的保護。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9/11/2022IGBT模塊第19頁/共30頁四、靜止無功發(fā)生器（SVG）控制系統(tǒng)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)及遠程監(jiān)控計算機等部分組成。主要完成控制、保護和監(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。第20頁/共30頁水冷系統(tǒng)1、純水冷卻系統(tǒng)主要包括管路配件，循環(huán)

泵，補水裝置，緩沖水箱，水風換熱器，過濾器，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℃。工作風機當溫度為25℃時啟動，18℃時停止。四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第21頁/共30頁9/11/2022SVG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)定的目標值或范圍。負荷補償模式：該方式下，裝置通過檢測負荷或系統(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)定參考點處電壓，適用于風電場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(diào)節(jié)其無功輸出使考核點電壓穩(wěn)定在用戶設(shè)定的電壓目標值或范圍內(nèi)。9/11/2022四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第22頁/共30頁四、靜止無功發(fā)生器（SVG）SVG操作與維護1、SVG動態(tài)無功補償裝置的投運：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)無功補償裝置即可投入運行。2、SVG動態(tài)無功補償裝置的停機：將SVG斷路器斷開，SVG動態(tài)無功補償裝置退出運行。

3、如進入檢修狀態(tài)需進行如下操作：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)搖至試驗位置，并將接地刀閘合上9/11/2022第23頁/共30頁四、靜止無功發(fā)生器（SVG）SVG的操作注意事項：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，則就緒指示燈點亮。在裝置就緒的情況下才能上電運行。

2、動態(tài)無功補償裝置為高壓設(shè)備，操作時必需有高壓意識，嚴格遵守操作規(guī)程。3、正常運行時，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。9/11/2022第24頁/共30頁SVG的日常巡視：檢查室內(nèi)溫度，通風情況，注意室內(nèi)溫度應(yīng)在0℃～+40℃。保持室內(nèi)清潔衛(wèi)生，保持設(shè)備表面清潔干燥。檢查SVG是否有異常響聲，振動及異味。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。檢查濾塵網(wǎng)是否通暢；散熱風機運轉(zhuǎn)是否正常。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。注意設(shè)備各部接點、絕緣子、套管等設(shè)備有無放電現(xiàn)象。檢查狀態(tài)指示與監(jiān)控系統(tǒng)是否顯示正常。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。9/11/2022四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第25頁/共30頁SVG的特殊巡視：夜間巡視時，應(yīng)主要巡視設(shè)備各部節(jié)點、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。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。大風天應(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。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。在高溫、嚴寒、氣溫突變時，應(yīng)對溫度要求高的功率室、控制室加強巡視，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。9/11/2022四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第26頁/共30頁SVG停機后的維護工作：1、重新檢查所有電氣連接的緊固性；2、用修補漆修補生銹或外露的地方；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)立即進行處理；5、檢查所有冷卻風扇的轉(zhuǎn)動情況，如果出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動不穩(wěn)等現(xiàn)象應(yīng)更換風扇；9/11/2022四、靜止無功發(fā)生器（SVG）第27頁/共30頁SVG維護注意事項：1、只有在動態(tài)補償裝置不帶電（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)遵循啟機時先上控制電再上高壓主電，關(guān)機時順序相反。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