SVG培训资料 (1)ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SVG无功补偿装置培训资料
泰开集团 山东泰开电力电子有限公司
1
主要内容
泰开
无功补偿的分类、作用、方式 无功补偿的基本原理 无功补偿的发展、SVG的优点 SVG工作原理 SVG电压电流特性 SVG工作模式 SVG一次结构、各部分作用 SVG投入退出顺序（根据现场实际
平台类型稍作修改，切勿照搬） SVG维护注意事项
8
无功补偿装置的发展
第一代— FC
第二代— SVC
第三代— SVG
机械式投切装置 MSC
晶闸管投切装置 基于电压源换流器 MCR ，TSC ，TCR SVG/STATCOM
3S
200ms 80ms 40ms
10ms
9
SVG相比于TSC和FC的优点
SVG英文全称为Static Var Generator，中文名称是静止无功 发生器。
功电流的能力越下降。
15
SVG的工作模式
装置恒无功模式 ： 该方式用于控制装置输出无功，装置按设定容量 输出，通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。
恒功率因数模式： 在此模式下可以设定功率因数控制点，使控制点 的功率因数控制在设定的目标值或范围。
恒系统无功模式 ： 可精确控制系统无功为设定的目标值。 电压控制模式 ： 该模式适用于风电场、光伏电站、电网等需要将考核
就地补偿：装设在异步电动机或电感性 用电设备附近，就地进行补偿。这种方 式既能提高用电设备供电回路的功率因 数，又能改变用电设备的电压质量。 *无功补偿的节能只是降低了补偿点至发 电机之间的供电损耗，所以高压侧的无 功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不 能使低压供电变压器的利用率提高。根 据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果 最为显著。
点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考核点电压 稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于用户设定的 电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考核点电压高于 设定值时，装置输出感性无功以降低考核点电压。 电压无功综合控制：当电压合格时，又可控功率因数或系统无功的目标 或范围。
13
SVG工作原理
14
SVG的电压电流特性
SVG具有电流源的特性，输 出容量受母线电压影响很小。
这一优点使SVG用于电压控
制时具备很大的优势，系统
电压越低，越需要动态无功
支撑电压，SVG输出无功电
流与系统电压没有关系，可
以看作是一个可控恒流源；
SVC是阻抗型特性，输出容
量ห้องสมุดไป่ตู้到母线电压影响很大，
系统电压越低，SVC输出无
2
无功分类
感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90° 如电动机、变压器等
容性无功：电流矢量超前于电压矢量90° 如电容器、电缆输配电线路等
基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ） 谐波无功：与电源频率不相等的无功
3
功率因数
实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容 性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种 负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差， 相位角的余弦cosφ称为功率因数，又称力率。它是 有功功率与视在功率之比。 三相功率因数的计算公式为：
SVG是用于输配电系统的高性能动态补偿器，其实质是一 个可控同步电源。
补偿无功可做到连续平滑双向调节 易引起系统谐振或谐波电流放大的可能性较小，安全稳定
性好 响应时间短，可有效抑制闪变 可提供低电压穿越所需的快速变化无功 运行损耗小 模块化设计，运行维护简单 占地面积小
10
SVG的工作原理及其工作模式
7
无功补偿的基本原理
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负 荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量 时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能 量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负 荷之间交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以 从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就 是无功功率补偿的基本原理。
运行模式 波形和向量图 说明
SVG原理示意图
IL可以通过调节UI 来连续控制，从而 连续调节SVG发出 或吸收的无功。
空载运行 容性运行 感性运行
UI
没有电流
Us
Us
UI
(a) UI = Us
UI=US IL=0
UI Us
IL 超前的电流
IL Us jxIL UI
(b) UI > Us
UI>US IL为容性电流
12
SVG工作原理
★ 基于大功率换流器，以电压型逆变器为核心，直流侧采用 直流电容为储能元件以提供电压支撑。在运行时相当于一个 电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。
★ 逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑，在逆变器接入 交流电源时，由各IGBT反向续流二极管构成整流器， 对直 流电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满 足逆变器的内部损耗， 电容电压会下降，必须不断的对电容 器充电补能使电压保持在工作范围。 通过使逆变器输出电压 滞后系统电压一个很小的角度来实现， 逆变器从系统吸收少 量有功满足其内部损耗， 保持电压水平。改变逆变器输出电 压的幅值，达到发出或吸收无功的目的。
Us
滞后的电流
IL
Us
UI
IL UI jxIL
(c) UI < Us
UI<US IL为感性电流
11
SVG工作原理
SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源 ，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的 SVG（无功率损耗）， 仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换：当输出电压小 于系统电压时，SVG 工作于“感性”区，（相当于电抗器） ；反之 ，SVG 工作于“容性”区，（相当于电容器） 。
cos P P
S P2 Q2
4
无功补偿
由式cosφ=P/S可知，在一定的有功 功率下，功率因数cosφ越小，所需 的无功功率越大。为满足用电的 要求，供电线路和变压器的容量 就需要增加。这样，不仅要增加 供电投资、降低设备利用率，也 将增加线路损耗 。为了提高电网 的经济运行效率，根据电网中的 无功类型，人为的补偿容性无功 或感性无功来抵消线路的无功功 率。
5
无功补偿的作用
无功补偿的主要作用就是提高功率 因数以减少设备容量和功率损耗、 稳定电压和提高供电质量，在长距 离输电中提高输电稳定性和输电能 力以及平衡三相负载的有功和无功 功率。安装并联无功补偿装置，可 限制无功功率在电网中的传输，相 应减少了线路的电压损耗，提高了 配电网的电压质量。
6
无功补偿方式
泰开集团 山东泰开电力电子有限公司
1
主要内容
泰开
无功补偿的分类、作用、方式 无功补偿的基本原理 无功补偿的发展、SVG的优点 SVG工作原理 SVG电压电流特性 SVG工作模式 SVG一次结构、各部分作用 SVG投入退出顺序（根据现场实际
平台类型稍作修改，切勿照搬） SVG维护注意事项
8
无功补偿装置的发展
第一代— FC
第二代— SVC
第三代— SVG
机械式投切装置 MSC
晶闸管投切装置 基于电压源换流器 MCR ，TSC ，TCR SVG/STATCOM
3S
200ms 80ms 40ms
10ms
9
SVG相比于TSC和FC的优点
SVG英文全称为Static Var Generator，中文名称是静止无功 发生器。
功电流的能力越下降。
15
SVG的工作模式
装置恒无功模式 ： 该方式用于控制装置输出无功，装置按设定容量 输出，通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。
恒功率因数模式： 在此模式下可以设定功率因数控制点，使控制点 的功率因数控制在设定的目标值或范围。
恒系统无功模式 ： 可精确控制系统无功为设定的目标值。 电压控制模式 ： 该模式适用于风电场、光伏电站、电网等需要将考核
就地补偿：装设在异步电动机或电感性 用电设备附近，就地进行补偿。这种方 式既能提高用电设备供电回路的功率因 数，又能改变用电设备的电压质量。 *无功补偿的节能只是降低了补偿点至发 电机之间的供电损耗，所以高压侧的无 功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不 能使低压供电变压器的利用率提高。根 据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果 最为显著。
点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考核点电压 稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于用户设定的 电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考核点电压高于 设定值时，装置输出感性无功以降低考核点电压。 电压无功综合控制：当电压合格时，又可控功率因数或系统无功的目标 或范围。
13
SVG工作原理
14
SVG的电压电流特性
SVG具有电流源的特性，输 出容量受母线电压影响很小。
这一优点使SVG用于电压控
制时具备很大的优势，系统
电压越低，越需要动态无功
支撑电压，SVG输出无功电
流与系统电压没有关系，可
以看作是一个可控恒流源；
SVC是阻抗型特性，输出容
量ห้องสมุดไป่ตู้到母线电压影响很大，
系统电压越低，SVC输出无
2
无功分类
感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90° 如电动机、变压器等
容性无功：电流矢量超前于电压矢量90° 如电容器、电缆输配电线路等
基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ） 谐波无功：与电源频率不相等的无功
3
功率因数
实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容 性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种 负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差， 相位角的余弦cosφ称为功率因数，又称力率。它是 有功功率与视在功率之比。 三相功率因数的计算公式为：
SVG是用于输配电系统的高性能动态补偿器，其实质是一 个可控同步电源。
补偿无功可做到连续平滑双向调节 易引起系统谐振或谐波电流放大的可能性较小，安全稳定
性好 响应时间短，可有效抑制闪变 可提供低电压穿越所需的快速变化无功 运行损耗小 模块化设计，运行维护简单 占地面积小
10
SVG的工作原理及其工作模式
7
无功补偿的基本原理
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负 荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量 时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能 量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负 荷之间交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以 从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就 是无功功率补偿的基本原理。
运行模式 波形和向量图 说明
SVG原理示意图
IL可以通过调节UI 来连续控制，从而 连续调节SVG发出 或吸收的无功。
空载运行 容性运行 感性运行
UI
没有电流
Us
Us
UI
(a) UI = Us
UI=US IL=0
UI Us
IL 超前的电流
IL Us jxIL UI
(b) UI > Us
UI>US IL为容性电流
12
SVG工作原理
★ 基于大功率换流器，以电压型逆变器为核心，直流侧采用 直流电容为储能元件以提供电压支撑。在运行时相当于一个 电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。
★ 逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑，在逆变器接入 交流电源时，由各IGBT反向续流二极管构成整流器， 对直 流电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满 足逆变器的内部损耗， 电容电压会下降，必须不断的对电容 器充电补能使电压保持在工作范围。 通过使逆变器输出电压 滞后系统电压一个很小的角度来实现， 逆变器从系统吸收少 量有功满足其内部损耗， 保持电压水平。改变逆变器输出电 压的幅值，达到发出或吸收无功的目的。
Us
滞后的电流
IL
Us
UI
IL UI jxIL
(c) UI < Us
UI<US IL为感性电流
11
SVG工作原理
SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源 ，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的 SVG（无功率损耗）， 仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换：当输出电压小 于系统电压时，SVG 工作于“感性”区，（相当于电抗器） ；反之 ，SVG 工作于“容性”区，（相当于电容器） 。
cos P P
S P2 Q2
4
无功补偿
由式cosφ=P/S可知，在一定的有功 功率下，功率因数cosφ越小，所需 的无功功率越大。为满足用电的 要求，供电线路和变压器的容量 就需要增加。这样，不仅要增加 供电投资、降低设备利用率，也 将增加线路损耗 。为了提高电网 的经济运行效率，根据电网中的 无功类型，人为的补偿容性无功 或感性无功来抵消线路的无功功 率。
5
无功补偿的作用
无功补偿的主要作用就是提高功率 因数以减少设备容量和功率损耗、 稳定电压和提高供电质量，在长距 离输电中提高输电稳定性和输电能 力以及平衡三相负载的有功和无功 功率。安装并联无功补偿装置，可 限制无功功率在电网中的传输，相 应减少了线路的电压损耗，提高了 配电网的电压质量。
6
无功补偿方式