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SH-SVG系列無功補償裝置
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SH-SVG-35/10KV

SH-SVG-35/10KV
產品概述 工作原理 功能特點 技術參數 規格型號 應用領域

        SH-SVG應用現代電力電子、電能控制、自動化、微電子及網絡通訊等技術,采用最先進的瞬時無功功率理論和基于同步坐標變換的功率解耦算法,實現對系統無功的快速補償。SH-SVG即使在電網系統擾動很大的情況下仍能有效地維持系統的電壓穩定性和抑制諧波。

    SH-SVG用于輸電網時,主要功能為:在系統發生故障或突增負荷時,動態地提供電壓支撐,抑制系統過電壓,確保輸電線電壓的穩定性;阻尼電力系統功率振蕩。

    SH-SVG用于配電網時,主要用于電能質量控制,通過動態無功快速補償維持母線電壓,有效抑制電壓閃變,或通過電流跟蹤補償實現對沖擊型負載或諧波負載的實時動態補償,提高功率因數。

靜止型無功發生器(SVG)作為柔性交流輸電系統(FACTS)的主要裝置之一,其工作原理就是將自換相橋式電路經一個串聯電抗(包括變壓器的漏抗與電路中其他電抗)與電網相連,根據輸入系統的無功功率和有功功率的指令,適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值(M)和相位(δ),或者直接控制其交流側電流就可以使該電路吸收或者發出滿足系統所要求的無功電流,實現動態無功補償的目的。

下圖為多個H型逆變橋串聯倍壓電壓源型SVG原理示意圖。每個H型逆變橋的直流側均為儲能電容,為SVG提供直流電壓支撐;多個H橋串聯成逆變器后,將直流電壓變換為交流電壓,而交流電壓的幅值、頻率和相位可以通過控制逆變器中的可關斷器件IGBT/IGCT等的驅動脈沖進行控制。連接電抗器將逆變器直接并聯到電力系統中。如果系統電壓較大,則需要連接變壓器將逆變器輸出的電壓變換到系統電壓,從而使SVG并聯到電力系統中。連接電抗器用于限制電流,防止逆變器故障或系統故障時產生過大的電流。整個鏈式功率單元裝置相當于一個電壓幅值、相位可以控制的電壓源。

產品性能
    響應時間<5ms:SH-SVG主控制系統使用美國進口FPGA/DSP大規模邏輯陣列待高性能控制器件,軟件采用諧波提取技術結合瞬時無功算法,可以快速補償負荷無功的變化,抑制電壓波動和電壓閃變,避免負荷的瞬時無功沖擊,延長用戶電氣設備使用壽命。
    諧波<3%:SH-SVG使用IGBT/IGCT等高性能、大功率、低功耗開關器件,采用鏈式主電路結構和高頻SPWM控制技術,對電網無諧波污染。
    補償系統諧波:SH-SVG可補償13次以下電網諧波,無須增設專用濾波設備。
    運用電壓范圍寬:SH-SVG為電壓源型裝置,輸出無功電流不受母線電壓影響,具備較強的短期過載能力,提高電力系統穩定性,增強風電場的低電壓穿越能力。
    噪聲小,占地省,工程成本低:SH-SVG采用鏈式主回路拓撲結構,無需大容量多重化變壓器、各次濾波器和大容量的相控電搞器,同容量的SVG占地面積不超過SVC的一半。

高可*性
    功率單元閥組采用臥式抽拉結構,散熱效率高,維護工作量小;
    功率單元采用串聯、冗余措施,提高設備使用率和可*性;
    根據系統應用環境和裝置容量大小,提供強迫風冷、熱管散熱或水風交換式散熱系統供用戶選擇,散熱性能安全、可*,維護成本低;
    全數字化智能控制系統,具有豐富、全面的控制、監視和故障診斷功能,大大減小了調試、維護和檢修的時間;
    控制系統與功率單元之間采用光纖通訊,信號穩定性高,不會受到外界電磁場的干擾和影響,非常好地解決了強、弱電之間的隔離問題;
    一次回路設計經過了詳細的仿真設計,充分考慮了各類過載、過電壓和系統大擾動問題,完整的微機保護系統能夠保證設備安全運行,可*工作;
    極強的自診斷功能,既有靜態自檢,又有運行中的動態檢測,能及時對系統中各種突發事件做出準確的預警和保護動作。

技術先進
    采用先進的PSCAD電力系統仿真技術進行產品設計和系統驗證;
    微秒級的無功檢測和控制技術:能夠實時檢測、跟隨系統無功變化,特別適用于突變負荷的無功快速補償,節能效果顯著;
    載波移相SPWM控制技術、電容直流電壓均衡技術、繼電保護和監控保護技術、開關器件緩沖器技術的運用保證了IGBT/IGCT閥串工作的可*性;
    主控制器采用全封閉搞干擾單元機箱,新型背插式結構設計,雙層屏蔽,控制總線不外引,減少電磁干擾的影響;
    靈活的控制方式:可采用電壓控制,無功功率控制,功率因數控制及綜合控制等各種控制策略。

智能化程序高
    DSP智能監控:DSP高速檢測和運算,確保無功補償控制精確有效,同時兼具智能監控功能,裝置操作靈活,運行參數、工作狀態一目了然,故障自動診斷;
    遠程操作控制:利用通訊口RS485、RS232可與上位機連接,實現遠程操作、控制、測量、顯示及打印,自動化程序高;
    監控系統采用一體化工作站,提供友好的人機界面。

電壓等級

6 kV35kV

補償容量

±100Mvar

結構形式

Y單元鏈式串聯結構

控制響應時間

<10ms

單相功率單元串聯個數

6Kv 8個;10kV 12個;35Kv 42

驅動板通信模式

光纖

輸出電流總諧波

<3%

散熱方式

風冷/熱管/水冷

裝置損耗

<1%(額定容量)

旁路方式

機械旁路(可選)

人機界面

采用中文操作界面觸摸屏

輔助電源電壓

AC380±10%25KVA

使用壽命

 20

控制方式

電網電壓控制、功率因數控制

電網電壓、功率因數綜合控制

恒無功控制及多機并聯協調控制

序號

項目

現場條件

1

環境溫度

-25℃~+45

2

相對濕度(日平均值)

<95%

相對濕度變化率/小時(無凝露)

<5

3

海拔高度

3000m

4

大氣壓力

80kPa110kPa

5

地面傾斜度

3°

6

振動頻率嚴酷等級,不大于

10150Hz

振動加速度

5m/s2

7

日照(風速0.5m/s

0.1W/cm2

8

覆冰厚度

20mm

9

最大風速

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

污穢等級

≤Ⅲ級

12

雷暴日

90/

13

絕緣爬電比距

20mm/ kV

14

柜體防護等級

IP20

 

風力發電
    安裝SVG系統也成為我國目前正在進行的并網運行提供了堅實的技術保障。風資源的不確定性和風電機組本身的運行特性使風電機組的輸出功率是波動的,可能影響電風的電能質量,如電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波以及周期性電壓脈動等;嚴重時將導致風電機組整體解列,影響風電場經濟效益。動態無功補償裝置SH-SVG安裝在風電場的出口,根據風電場接入點的電壓偏差量來控制SH-SVG補償的無功功率,能夠穩定風電場節點電壓,降低風電功率波動對電網電壓的影響。

光伏發電
    光伏發電行業利用日常光照資源。光照資源的隨機性、間歇性、周期性是光伏電站對電網產生影響的主要因素。光伏發電通過電力逆變器并網,易產生諧波、三相電流不平衡;輸出功率隨機性以造成電網電壓波動、閃變。建筑光伏直接在用戶則接入電網,電能質量問題直接影響用戶的電氣設備安全。
    安裝SH-SVG閃變后,可實現當電壓跌落超過10%時,每1%的電壓跌落,提供2%的無相應速度在5ms之內0.95(感性)至0/95(容性)之間任意可調。在電壓跌落到0時,至少要堅持150ms不脫網。

電力機車供電
    電力機車負荷具有非線性(大功率整流設備)、非正弦性(波形畸變)非對稱性(單項大功率負荷0和非連續性(有功、無功沖擊嚴重、電壓波動大)的特點,其用電會產生大量的諧波與負序電流,危及電網的安全運行。其3次諧波電流可達基波的20%,是最大的特征諧波。由于電力機車沿鐵路移動用電,其產生的危害性遠比其它諧波源設備更為嚴重。
    提高電力機車供電質量的方法是在鐵路沿線適當位置安裝SH-SVG系統,通過SVG的分相無功補償能力來快速平衡三相電網,并有輔助濾波裝置配合,濾除高次諧波,補償基波無功,提高功率因數。

城市二級變電站
    在城鄉域電網中,一般使用分級投切電容器組補償系統無功的方式,但這種方式只能向系統提供容性無功,還容易向系統倒送無功,抬高母線電壓,危害用電設備及系統的穩定性。而SH—SVG系統能夠隨負載的變化而實現快速調節,精確地補償容性及感性無功,穩定母線電壓,提高功率數,并徹底解決無功倒送問題。

煤炭
    提升機等煤曠工業對稱負荷在工作中產生的無功沖擊會引起電網電壓波動,嚴重的使電氣設備不能正常工作,降低生產效率和功率因數。負載的傳動裝置中產生的有害高次諧波,主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波,會使電網嚴重畸變。SH-SVG可以完美解決上述問題,保持母線電壓平穩,無諧波干擾,功率因數接近1.

遠距離電力傳輸
    全球電力目前正在趨向于大功率電網,長距離輸電,高能量消耗,同時也迫使輸配電系統不得不更加有效,SVG可以明顯提高電力系統輸配電性能,這已在世界范圍內得到了廣泛的證明,即當在不同的電網條件下,為保持一個平衡的電壓時,可以在電網的一處或多處適合的位置上安裝SVG,以達到如下目的:穩定弱系統電壓、減少傳輸損耗、增加傳輸能力,使現有電網發揮最大效率、緩沖功率振蕩、提高瞬變穩態極限、增加小干擾下的阻尼、增強電壓控制及穩定性,安裝SVG系統也成為我國目前正在進行的并網運行提供了堅實的技術保障。

電弧爐 
    電弧爐是利用電弧熱來熔化原料的,由于冶練過程中電弧燃燒不穩定,引起三相負荷不平衡,產生三相諧波電流注入電網,由于電孤電流不規則,且急劇變化。非線性電弧產生高次諧波。此處,由于電弧爐的負荷特點,還會產生電壓波動、閃變,使功率因數降低。

軋機
    軋機及其他工業對稱負載在工作中所產生的無功沖擊會對電網造成如下影響:
    引起電網電壓降及電壓波動,嚴重時使電氣設備不能正常工作,降低了生產效率。
    使功率因數降低。
    負載的傳動裝置中會產生有害高次諧波,主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻,會使電網電壓產生嚴重畸變。
    安裝三環SH-SVG可以解決上述問題,保持母線電壓平穩,無諧波干擾,功率因數接近1。

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