动态无功补偿装置SVG在我厂的应用
动态无功补偿装置_SVG_在变电站中的应用
SVG的原理接线图如上图,SVG的基本原理就是将自换相桥式电
图中直流电容选用薄膜电力电容。考虑到串联功率单元电容器
路通过变压器或者电抗器并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧 的均压问题,设计中采用功率电阻和开关串联的方式进行放电,不
输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路 但可以实现均压,而且在输入开关断开后,可以给直流电容放电,避
安装SVG装置后,变电所无功负荷变化响应时间由原来的5分 钟缩短到小于7 m s ,大大提高了变电所供电电压稳定性,为所在供 区电网提供了一定的暂态电压支撑,同时降低了变电所其他无功补 偿设备的动作次数,电容器组平均日动作次数由原先的3.75次/天 下降到约0.42次/天,提高了电容器组运行可靠性、延长了其开关设 备的使用寿命。同时,SVG的应用减少了传统无功补偿设备投切过 程的操作过电压,降低了事故概率。装置具有的谐波输出功能,可有
(4)负荷补偿运行方式:运行于该方式时,装置通过检测负荷侧 的电流自动调节电流输出,以提高负荷电流的电能质量。
以上方式可以通过控制单元的参数整定来实现切换。考虑到设 备运行的稳定情况,目前在变电站中主要应用第( 1 ) 、( 2 ) 两种方式。
(1)故障或突增负荷时,动态地提供电压支撑,确保母线电压稳 定性,提高电力系统暂态电压稳定水平,减少低压释放负荷数量。
吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的(表1)。 免人身伤害事故的发生。电子旁路回路动作迅速且可靠,保证了功
2、SVG 的电气原理 SVG动态补偿装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构。运行方
率模块发生故障情况下,控制器可以在1ms时间内将故障模块可靠 旁路。
控制电路通过控制图中四个晶体管的导通时间来获得不同幅
FC+SVG动态无功补偿装置在钢铁厂棒材生产线中的应用
FC+SVG动态无功补偿装置在钢铁厂棒材生产线中的应用某钢铁厂棒材生产线在棒材轧制过程中产生大量的感性无功以及高次谐波,本文介绍了一种安装FC+SVG型无功补偿装置以解决该生产线电能质量问题的方案。
装置投运后,大大降低了系统的无功损耗,并滤除了电网中影响较大的高次谐波,提高了电网的安全性,达到了预期效果,并产生了可观的经济效益。
标签:SVG;棒材;动态无功补偿1 引言某钢铁厂棒材轧制生产线工艺升级改造,将原有棒材生产线延伸。
电气设备方面,将原有8台直流660V,功率均为600kW的直流电机改造成单独传动的精轧机主传动电机,并新增7台粗轧轧机,1~3#、4~5#、6~7#新增轧机分别由3台直流660V,功率均为1200kW的直流电机分组传动。
直流电机均采用6脉动整流装置,因此在轧机工作过程中产生大量5、7、11、13次等高次谐波,5、7次谐波电流含量均超过国标允许值。
谐波电流流入系统后,使得电网电压、电流波形发生严重畸变,严重降低发输变电设备,整流变等负荷设备,微机保护等控制装置的运行可靠性。
同时新增设备也产生大量的感性无功。
原先在6kV系统母线上配置的滤波器一方面无法满足改造后供电系统无功补偿需求,产生的谐波无法滤除。
另一方面,轧机为冲击性负荷,过钢的瞬间无功冲击很大,供电系统电压波动也很大,原有滤波装置无法解决。
2 电能质量治理方案(1)电能质量治理设备选择。
由该生产线改造后电气设备的配置情况可以分析出供电系统的特点,整个6kV供电系统需要一个全面的电能治理方案,用以解决包括无功补偿、高次谐波以及电压闪变在内的电能质量问题。
早期的机械投切无功补偿装置、饱和电抗器响应速度慢,无法应对该生产线在棒材轧制过程中引起电压闪变和无功快速变化。
TCR型静止无功补偿装置近年来在电能质量治理方面得到了广泛应用,具有响应速度快、补偿效果好等特点,与滤波器配合使用可以很好的解决功率因数低、谐波、电压闪变等问题,但是SVC在运行过程中会产生谐波,运行损耗较大,而且占地面积大,投资较大。
浅谈无功补偿SVG装置及谐波治理设备的实际应用
浅谈无功补偿 SVG装置及谐波治理设备的实际应用特变电工新疆新能源股份有限公司新疆乌鲁木齐830011摘要:在现代工业工程中,变频调速、电焊设备、数控机床、电子控制设备、直流传动设备以及电泳设备等各种非线性负载自动化设备均已得到广泛的使用。
本文对SVG技术的理论进行详细说明,阐述了SVG技术在电力系统中的应用,并对系统的谐波处理方法进行讨论,评估SVG装置及其谐波治理设备的运行状况和经济效益。
关键词:无功补偿;谐波治理;SVG装置引言当前,我国电网效率较低;电力系统的平稳运转,是我国国民经济和社会发展的重要保证。
整流器、数控机床、直流传动以及电泳仪等多款不同的自动化设备,在电力行业均得到推广使用。
这些设备不仅为制造提供了便利,而且对电能的品质也造成了越来越多的影响,其中的原因有:电力因数降低,无形中浪费较多的电能,谐波污染,使电压大幅度波动,电路不稳,造成设备损坏和事故,从而对工厂的正常运转造成不利的后果。
1 SVG的工作原理1.1工作原理在进行电力系统的调峰时,采用了无功补偿技术对电网的谐波进行了有效的控制,SVG是一种静态的无功发电机,在电力系统的无功功率控制和谐波控制方面具有重要的地位,SVG是一种新型的谐波补偿技术,它是根据一代(机械静态补偿装置)和二代(电抗器)的谐波处理技术发展而来,它的主要部件是三相电压倒相器,利用三相电压逆变器来实现对输出的电压进行控制,调整幅度以保证输出的功率品质,并根据幅度的变化来进行感应或输出。
在电网中采用并联桥型换相,利用电抗器可以调整交流输出的电压幅度和相位,从而有效地消除无功电流,从而对电网进行无功补偿。
SVG技术在电网中的运用分为三大类型:空载运行模式、容性运行模式、感性运行模式,其中 SVG既不会吸收也不会释放无功。
电容工作方式中有一次提前电流I1,它是用持续的方式来调整SVG的无功的;感应操作方式中有一个延迟电流I2,SVG所吸收的无功可以被持续地进行控制。
动态无功补偿装置SVG在梅钢的应用
谐波次数 18 19 20 21 22 23 24 25
限值 /A 087167080093073140067127
图 2 梅钢高压电网示意图
2.3 梅钢电网无功治理的必要性 根据 国 家 标 准 GB/T14549-1993《电 能 质
量—公用电网谐波》,各电压等级谐波电压限值及 谐波电流限值如表 1、表 2所示。炼钢厂电弧炉 冶炼时无功波动负荷大且急剧变化,产生大量高 次谐波电流,引起电网电压急剧波动,使电网电压 波形产生畸变,电能质量恶化,功率因数低,电能 损耗增加。
在电弧炉生产时 110kV副母电压三相不平衡 度变 化 检 测 曲 线 如 图 8所 示。 三 相 不 平 衡 度 95%的概率大值为 052%,低于 20%的国标限 值,降低了线路及变压器的损耗。 2.6.4 电压闪变
的概率大值为 075,低于 08的国标限值。短时 闪变 95%的概率大值为 056,低于 06的国标限 值[4]。电网投入 SVG后降低了短时间闪变值和 长时间闪变值,降低了电压闪变给设备的伤害,提 高了设备的运行安全性。
图 8 电压三相不平衡度变化曲线
图 9 短时闪变变化曲线图
图 7 三相功率因数变化曲线
2.6.2 谐波电压总畸变率达标 三相 谐 波 电 压 畸 变 率 95% 的 概 率 大 值 为
081%,低 于 15% 的 国 标 限 值,提 升 了 电 能 质 量,增强了电气设备运行稳定性。(95%概率大值 指将测试值由大到小次序排列,舍去前 5%的大 值,取剩余实测值中的最大值) 2.6.3 电压三相不平衡度
谐波加大线路及变压器等设备损耗,降低了
用电设备的效率。谐波使变压器局部严重过热, 使电容器、电缆等设备出现过热、绝缘老化现象, 造成设备寿命缩短甚至损坏,影响电气设备的稳 定运行。
SVG无功补偿装置的应用场合
一、SVG无功补偿装置的应用场合
凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置,特别是那些功率因数较低的工矿企业、居民区均应安装。
大型异步电机、变压器、电焊机、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机等尤其需要安装。
加装补偿设备是改善供电状况,提高电能利用率的有效措施。
SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势:
1.补偿方式:国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右.SVG采用的是电源模块进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.98以上,这是目前国际上最先进的电力技术。
2.补偿时间: 国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间,SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿,无功补偿可在瞬时完成。
3.无极补偿: 国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿,每增减一级就是几十千乏,不能实现精确的补偿。
SVG可以从0.1千乏开始进行无极补偿,完全实现了精确补偿。
4.谐波滤除: 国内的无功补偿装置因为采用的是电容式,电容本身会放大谐波,所以根本不能滤除谐波。
SVG不产生谐波更不会放大谐波,并且可以滤除50%以上的谐波。
5.使用寿命: 国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制,造成使用寿命较短,一般在三年左右,自身损耗大而且要经常进行维护。
SVG使用寿命在十年以上,自身损耗极小且基本上不要维护。
6.如何配备无功补偿装置:
现在一般采用的方式是:低压变压器的总容量×(15%—50%)=无功补偿置的大小。
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用浅析
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用浅析摘要:目前光伏电站对投入无功补偿装置的认识不一,光伏电站认为投入 SVG 会大大增加电站的站用电量,SVG 装置发出无功仅仅对电网有益对光伏电站没有好处等。
实际是什么情况呢?笔者通过下面的粗浅分析,得出一定的结论。
一、基本原理SVG 基本原理:所谓 SVG(Static Var Generator),就是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
装置的交流侧通过电抗器或变压器并联接入系统。
适当控制逆变器的输出电压以改变 SVG 的运行工况,使其处于容性、感性负载或零负载状态。
二、投入 SVG 对系统电量损耗进行相关计算1.理论计算1.1 变压器有功损耗P:变压器有功损耗,P 0 :变压器空载有功损耗,P k :变压器负载有功损耗,S 2 :变压器瞬时视在功率,S N :变压器额定容量。
公式(1)可以看出变压器的有功损耗同无功功率传递的多少是相关联的,即当无功功率加大会增加变压器的有功功率损耗。
计算实例:以某 110kV、100MVA 变压器为例进行计算,输送无功 20MVA 和有功 40MW 时的有功损耗:变压器负载有功损耗 310kW,空载有功损耗 65kW,计算有功损耗P=P 0 + P k (S 2 /S N )2 =65+310x0.2=127(kW);只输送有功 40MW 时的损耗:P=P 0 + P k (S 2 /S N )2 =65+310x0.16=114.6(kW)变压器减少无功传输会减少有功功率损耗,但从上面计算例子可以看出变压器损耗减少是 12.4 kW,以每天输送有功电量 8 小时计算,每天减少有功损耗为100kW.h,每月减少有功损耗为 0.3 万 kW.h。
1.2 输电线路有功损耗P L :线路有功损耗,R L :线路等效电阻,X L :线路等效电抗,P:线路输送的有功功率,Q:线路输送的无功功率公式(2)是线路阻抗功率损耗公式,可以看出输电线路的有功损耗同传输的无功功率多少和系统电压是相关联的,即当无功功率加大或电压减小时均会增加输电线路的有功功率损耗。
浅论动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用
浅论动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用摘要:随着时代的发展,我国电力行业也取得了很大的发展,而在光伏电站中,使用无功补偿装置可以有效将系统的稳定性以及光伏输送容量提高,此外,还可以有效避免出现电压崩溃的情况。
SVG即为无功补偿装置,该装置在电力系统中得了大量的应用。
关键词:动态无功补偿装置;SVG;光伏电站引言随着时代的发展,人们对电力行业的要求也在不断提高,在电网中应用光伏电站对过去系统的潮流分布进行了改变,过去的电网如果接入的容量过大会导致并网点的电压超出限制。
此外,随着外界环境中光照以及温度的不同,也会导致并网点输出的有功功率出现变动,这时就需要对系统的无功输出进行调节,从而实现对并网点的电压进行稳定。
如果电网出现故障,也会对并网点产生影响,会使得其电压跌落,而如果采用光伏电站,其具备的无功输出可以为电力系统提供电力支撑。
但由于光伏发电系统的输出功率会受到天气和温度等因素影响,且这种影响具有随机性,在电网运行过程中,随着时间变化的功率不仅会对电能的质量造成影响,还会影响电网的稳定性,而随着新能源发电应用的增多,其对电能和电网的影响会越来越大。
就目前情况而言,大多数光伏电站已经使用了SVG装置,由于SVG这种无功补偿调节装置对电压控制能力更加平滑、响应时间更短,即使在欠电压的情况下,补偿能力也很强,因而,其能很好的改善光伏电站的性能,从而保障电能的质量,并有效提高电网稳定性。
1SVG无功补偿装置1.1SVG原理简介SVG装置属于IGBT全控式有源型无功发生器,作为大功率电力电子技术领域的一份子,可以实现对无功功率的动态发出和吸收。
该装置的核心是链式H桥电压逆变器,其确定输出功率的容量和性质的主要方式是对系统电压幅值和输出电压幅值进行调解,当其幅值大于系统侧电压幅值的时候,输出容性无功;如果其幅值小于系统侧电压幅值,此时输出的感性无功,图1为主电路图。
图1 链式SVG主电路结构1.2SVG的特点1.2.1谐波特性好谐波作为非线性负荷的属性之一,谐波问题属于的是非线性符合用电特性问题,谐波问题的发生一旦出现这类负荷就会存在。
动态无功补偿装置(SVG)在变电站中的应用
动态无功补偿装置(SVG)在变电站中的应用摘要:随着电力系统的不断发展,电力负荷的变化和电力质量的要求越来越高,无功补偿技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分。
传统的无功补偿装置存在着体积大、响应速度慢、效率低等问题,而动态无功补偿装置(SVG)则能够有效地解决这些问题。
关键词:SVG;变电站;原理;应用1 SVG的基本原理SVG是一种用于电力系统中的无功补偿设备,其基本原理是通过控制电容器和电感器的电流,实现对电网中无功功率的调节,从而达到电网的无功平衡和电压稳定的目的。
SVG通过检测电网的电压和电流信号,计算出电网的无功功率,然后根据控制策略,控制电容器和电感器的电流,使其产生与电网中无功功率相反的无功功率,从而实现无功平衡。
同时,SVG还可以根据电网的电压变化,调节电容器和电感器的电流,以保持电网的电压稳定。
SVG通过精确的电流控制,实现对电网中无功功率的调节,从而提高电网的稳定性和可靠性。
它是一种高效、灵活、可靠的无功补偿设备,被广泛应用于电力系统中。
2 SVG装置的运行状态(1)待机状态待机状态是指SVG装置处于准备工作状态,但是还没有开始正式工作的状态。
在待机状态下,SVG装置会进行自检和初始化操作,以确保其各项功能正常运行。
同时,SVG装置也会进行与其他设备的通信,以便在需要时能够及时响应。
待机状态下,SVG装置的功率输出为零,其主要功能是监测电网的电压和电流,并对其进行实时控制。
此时,SVG装置会根据电网的实际情况,调整其控制参数,以便在正式工作时能够更好地实现电力质量的改善。
(2)充电状态充电状态是指SVG装置在运行过程中,其电容器内的电荷处于充满状态。
在SVG装置运行时,其电容器会不断地吸收电网中的电能,将其存储在电容器中,以便在需要时释放出来,以实现对电网的无功补偿。
当SVG装置处于充电状态时,其电容器内的电压会逐渐升高,直到达到设定的充电电压。
此时,SVG装置会自动停止吸收电网中的电能,以避免电容器过充电而损坏。
无功补偿装置SVG技术研究及应用
所有的供 电系统均存在有功功率和无功功率 ,在实际的运行过程 中 还有一些电力的损耗 ,比如线路的损耗和变压器损耗等 , 如果忽略了
这些损耗 ,就可以直 接列为功率就仅仅考虑到有功功率和无功功率两 类,如果没有 了有效或是足够的无功功率补偿 , 就会导致一下问题 : 1 )
煤矿企业中的长期发展方向。
线路的主干架上 , 而就地式补偿模式则常用在高功率 用电设备设施与 电
动机供电的回路中,主用功能就是无功功率 的补偿 。作为煤矿企业,其 条件 的苛刻要求 ,线路铺设长,电气设备多,因此一般会 因地制宜的采
用就地补偿 , 达至 0 良好的制动效果。
来就可 以有效得提升供 电体系本省的电量利用率 。
是如此,因为其影响到了交流 电 压 的突变,会促使交流设施工作的不正
常 ,可能会导致换流的失败 ,以致损坏设备设旌。谐波除了对于以上情
形的影响外 , 还会对通信设施、微机服务器 乃至继 电保护装置带来很多 的负面影响。所 以, 谐波的产生带来 的影响是很大的,会直接影响到整
煤矿企业不断投入高功率 生产 设备设施 , 直接 影响到供 电负荷 的
甜 披 风
无功补偿 装置 S VG 技术研 究及应用
李志 远
( I J l 西 中煤平 朔集 团设备 管理 租赁 中心 ,I I _ I 西朔州
喃
0 3 6 0 0 6 )
要】 伴随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高,对煤矿供电系统也提出了更高的技术和理论要求。本文重点讲述 S V G在煤矿企
个的供电体 系,严重时甚至影 响到我们的生产体 系。
3 SVG投 使用浅析
通常 的动态补偿模式可以分为集中式补偿 、分散式补偿、就 地式 补偿三个类别 ,集中式补偿主要应用于地区级变电站或是高压线路到用
SVG动态无功补偿装置在高线轧钢生产线的应用
第4 期
电力 电容器与无功补偿
P o we r C a p a c i t o r& R e a c t i v e P o w e r C o mp e n s a t i o n
Vo l _ 3 5 No. 4 Au g .201 4
2 0 1 4年 8月
前景 。
关键 词 :静止 同步补 偿 器 ( S V G) ; 动 态无 功补偿 :高线
中 图分类 号 : T M7 6 1 . 1 文献标 志码 : A 文 章编 号 : 1 6 7 4 . 1 7 5 7 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 2 6 . 0 6
Ap p l i c a t i o n o f S VG Dy n a mi c Re a c t i v e Po we r Co mp e n s a t i o n De v i c e i n Wi r e Ro d
术 经 历 了 3代 , 第 1 代 为饱 和 电抗 器 ( S R) , 与 同
O 引 言
随着 电力 电子技术 的广泛应 用 , 电力 线路 、 电 力 变 压器 以及 用 户 的用 电设 备 使 电力 系统 存 在
a d v a n c e d d y n a mi c r e a c t i v e p o we r c o mp e n s a t i o n me t h o d , i s u s e d wi d e l y i n i n d u s t r i a l a n d mi n i n g
S V G动态无功补偿 装置在 高线轧钢 生产 线的应用
段 海雁 , 段 海兵
( 天 津 市 先 导倍 尔 电气 有 限公 司 , 天津 3 0 0 3 0 0 )
地面降压站动态无功补偿装置(SVG)的应用
二、技术方案
根据现场实际已知 的情况 ,分析得 :负荷类 ( 皮带机 、风机等 ) 工
作时产生的是感 性无功 ,瓦斯发电机正常工作时产生的是容性无功。当
电容 、电感器件 ,而是通过 电力 电子器件 的高频开关实现无功能量的变
换。
三 、 应 用 的 效 果
1 、达 到 的 技 术 水 平 :
\ 、
一
效益 。
/
I
{
3 、推 广应 用前景:
£ : 土l
.
}
:
I 1 ◆ 1 7
该技术先进 , 产生 的经济效益明显。S V G 技术本身也有适用于煤矿
E
S VG
豳
生产企业的积极优势 ,主要变现在体积小 ,反应 时问短 ,运行的成本较 低 ,可以实现连续 的、平滑的、动态的 、高效 的无功补偿 ,有效得避免
侧功率 因数采用电容器补偿 , 手动操作 。当电网功率因数低于 0 . 9时投用
量1 0 0 0 0 K V A考虑 ,自然功率 因数取 O . 8 , ,将功率 因数补偿 到 O . 9 5 时,
需要补偿的无功为 Q感= 1 0 0 0 0×0 . 8 ×( t g q b 1 - t g  ̄2) = 3 3 7 0 k v a r 。 根据计算结果得 :为 了抑制瓦斯发 电机发出的容性无功造成的系统
就可 以使该电路吸收或者发 出满足要求 的无功电流 , 实现动态无功补偿 的 目的, 在供 电系统中技术先进,能达到国内先进水平 。
2 、经济效益:
高功率 因数运行。S V G用于补偿无功示意图如下:
该 装置可解决 电网电压降及电压波动 、功率 因数低 、传动装 置有 害
动态无功补偿装置SVG在风力发电系统中的应用
动态无功补偿装置SVG在风力发电系统中的应用摘要:风力发电是最有前途的清洁能源和可再生能源之一。
为了充分利用风力能源资源,提高风力发电的效率,有必要采取措施提高风力发电设备的运转性能。
在风力发电中设置无功功率补偿装置是提高风力发电效率的一种手段。
针对风力发电供电系统的低效和谐波污染问题,阐述有效的对策和科学治理,与传统的非动态补偿装置相比,有更好的特点,探讨一种新的动态补偿装置SVG,并展望SVG的发展趋势。
关键词:谐波污染,补偿装置SVG,风力发电系统1 国内风力发电无功补偿的现状风力能源几乎是无穷无尽的可再生能源。
风力发电技术对绿色和环境很好,前景广阔。
风力发电系统一般具有两组电力线路,用于向整个风力发电系统的电气设备供电,另一个电力线路是由风力发电系统产生的电力,并被传送给输电网。
SVG动态无功功率补偿装置主要用于发送系统,以确保输出功率清洁且输出电压稳定且恒定。
初始风力发电系统的无功功率补偿装置主要由功率电容器组进行补偿,但其效果并不显著,无法从整体上提高网格输出功率质量。
实际上风力发电可将叶片旋转动能转换为电能。
由于风力能源的不稳定性,风能涡轮机在转换器转换后,必须输出690V的三相交流,然后通过变压器上升到35kV后输出到变电站。
变电站具备低电压动态无功功率补偿装置(低电压SVG),可为补偿功率质量的提高提供良好保障,其中总电场容量可直接决定动态补偿装置的容量。
纵观风力发电在各个场所中的实际运行现状,根据无功功率补偿和容量调整的方法,开关用的电容器的未全部被使用,但是被分配给各风力发电站的补偿间隔的空间是有限的。
因此,构成多组电容器组是不可能的,所以常常被电力部门过度补偿以满足电力部门的功率质量评估要求,并被电力部门处罚。
另外,开关电容器若频繁开关补偿装置,很可能缩短补偿装置的使用寿命,造成难以挽回的后果。
针对于此,现有无功功率补偿方式需要加快优化。
SVG是无功功率补偿装置的新一代,是无功功率补偿领域中具有代表性的新型技术应用。
级联式高压动态无功补偿装置(SVG)在煤矿生产中的应用
1用户现场情况 1.1现场概况
该煤矿是兖矿集团的下属煤矿之 一。该煤矿某矿井变电所系统采用两回 路6kV进线,中间有联络开关,每段 母线上各有Y3555-4/250kW/6kV压风 机 2 台、Y4504-6/630kW/6kV 扇风机 1 台、350kVA和1250kVA (生活区供电) 变压器各1台、井下供电回路1回(采 煤、掘进等)。负载主要为感性负载, 井下有低压变频器。
图1、图2为矿井变电所系统6kV I段、6kV II段示意图,I、II段母线 通过母联开关19和隔离开关20相连, 当其中一段母线出现问题时,可以通过 将两个开关合上用另一段母线实现供电。
96 THE WORLD OF INVERTERS
6kV I段 母联1开 9 关I段1P7T避雷器扇凤1机5 I回压风1机 3 I回1#斐11压器下井 9 I回I段7 电谷1#5 箱变 农 3 用I回1进线
6kV I段母线系统有功、无功及功率因数测量数据 如图3所示。
补偿后:cos®2=0.95,则 tg<p2=0.328; 系统无功功率 Qc=P*(tg<p]-tg(p2)=1645* ( 0.8020.328) =780kVar; 通过有功、无功及功率因数的总趋势图可以算出 H段母线所需补偿容量约为780kVaro加上H段存在一 定谐波,所需容量约为200kVaro II段所需总无功约为 lMVaro
装置(SVG)在煤矿生产中的应用
Application of Cascade High-voltage Dynamic Reactive Power Compensation Device (SVG) in Coal Mine Production
动态无功补偿装置SVG应用分析
动态无功补偿装置 SVG 应用分析发布时间:2021-05-20T10:59:24.230Z 来源:《科学与技术》2021年2月第4期作者:邓绪林[导读] 随着我国电网系统的不断建设与发展,电力系统的技术水平正在不断提高,邓绪林安徽华电工程咨询设计有限公司安徽合肥 230022摘要:随着我国电网系统的不断建设与发展,电力系统的技术水平正在不断提高,智能电网已经成为我国电力体系建设的重要方向,而动态无功补偿装置(SVG)是智能电网建设的必然路径,其可以稳定电网电压,调节系统无功,提高用电质量,降低用电成本。
基于此,本文对动态无功补偿装置SVG应用进行了深入的探讨,首先叙述了SVG动态无功补偿的基本原理,然后对动态无功补偿装置SVG的基本结构进行探讨,最后分析了动态无功补偿装置SVG在电力网络中的应用,以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词:动态无功补偿装置;SVG1 SVG动态无功补偿的基本原理所谓SVG(Static Var Generator),就是专指由自换相的电力半导体变流器来进行动态无功补偿的装置。
如图1,设电网电压和SVG输出的交流电压分别用相量和表示,则连接电抗X上的电压即为和的相量差,而连接电抗的电流是可以由其电压来控制的。
这个电流就是SVG从电网吸收的电流。
如果未计及连接电抗器和安流器的损耗,只需使与同相,仅改变幅值大小即可以控制SVG从电网吸收的电流是超前还是滞后90°,并且能控制该电流的大小。
SVG详细的工作模式及其补偿特性如表1所示。
从图2中可以得出式(1),即电源电流是负载电流和补偿电流之相量和。
假设负载电流中含有基波正序电流(包括基波正序无功电流和基波正序有功电流)、基波负序电流和谐波电流,如式(2)所示。
所以,要想达到补偿目的,关键是控制SVG输出电流满足式(3)。
从SVG工作原理的描述可以看出,如果要使SVG在补偿无功的基础上还对负载谐波进行抑制,只需要使SVG输出相应的谐波电流即可。
低压动态无功补偿装置SVG在工厂低压配电系统的应用
智能制造与设计今 日 自 动 化Intelligent manufacturing and DesignAutomation Today2021.2 今日自动化 | 792021年第2期2021 No.2目前某工厂变电站内部分无功补偿柜使用年限较长,出现电容鼓包,接触器、电抗器烧毁现象,故障率越来越高,损坏后不易恢复。
低压动态无功补偿装置是一种在变电系统和输配电系统中提高电网侧及负载端的功率因数,降低变电站内变压器等负载端及输配电系统输送线路自身的无功电能损耗,也能补偿供配电系统内的电压暂升、暂降,提高系统供电质量,改善供电系统环境的设备。
因此,对生产区某厂房变电站无功补偿柜改造为动态无功补偿装置SVG 柜。
1 系统设计1.1 原有系统数据测试某变电站3#变压器测试数据及分析(表1)。
表1 3#变压器测试数据变压器容量/kV A 1600系统功率因数0.85电压畸变率/%1系统有功/kW 720.7视在功率/kV A 820.5系统无功/kV AR 392.2电流畸变率/%0.9A 相B 相C 相电流/A 126512771273电压/V2142172151.2 系统补偿方案根据测试数据:某厂房变电站3#变压器容量1600 KV ,变压器负荷率:55%;后端负载主要为空调机组及数控设备,该供电系统原来配置无功补偿柜一台,设备容量:400 kVar ;无功补偿设备故障频发,无法正常投入使用,而系统功率因数为:0.85,功率因数无法满足系统要求。
故对无功补偿柜进行改造,根据技术的发展,选用目前市场先进的SVG 动态无功发生器代替现有的无功补偿柜,对该供电系统进行无功补偿。
1.3 某厂房变电站3#变压器安装SVG 无功补偿装置工作原理SVG 动态无功补偿装置就是将自动换相桥式整流电路通过滤波电抗器并联到某厂房3#变电站的变压器输出侧,合理地调节补偿装置的桥式整流电路的交流输出端的电压幅值及其相位,也可以直接控制补偿装置交流输出端的电流大小,使补偿装置的超级电容(阻容吸收电路)吸收或者输出满足使用要求的电流分量,实现3#变电站供配电系统的动态无功补偿目的及解决短时电压暂降问题,补偿原理如图1所示。
动态无功补偿装置SVG在变电站中的应用
动态无功补偿装置SVG在变电站中的应用摘要:本文采用目前最先进的无功补偿技术,静止无功发生器(SVG),对10kV高压侧电网进行动态无功补偿。
本文首先介绍了无功补偿装置的发展趋势,对两种典型的MSVC和SVG无功补偿装置进行了分析和比较,提出了SVG的优势,并对无功补偿的原理进行了深入的分析。
在此基础上,设计出了10kV高压侧电网的SVG动态无功补偿方案。
关键词:无功补偿;SVG;大功率电子器件一、前言随着电力工业的发展,电力电网中的无功功率越来越成为了人们不可忽视的问题。
这是由于电网中使用的感性负载也愈来愈多,如感应式电动机、变压器等。
这些消耗电能的设备在运行的时候不但要消耗有功功率,而且还需要电网给他们提供无功功率,从而造成电网的功率因数偏低,从而造成:1.增加发电机损耗;2.影响电网系统电压,使电网电压下降;3.影响电网的无功潮流分布;4.无功功率增大导致电力增大,增加电力传输过程中的功率损耗;5.使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用,降低发电、输电的能力,使电网的供电质量变坏,严重时可能会使系统电压崩溃,造成大面积的停电;6.电网中的电流与电压的相位不同相,产生较为严重的谐波分量,导致供电网络电压不稳定和谐波干扰增大。
无功补偿的作用主要有以下几点:1.提高供用电系统的功率因数,降低电网中的设备容量,减少无功功率损耗。
2.稳定受电端及电网的电压,提高供电质量。
在长距离输电线中合适的地点设置动态补偿装置还可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力。
3.在三相负载不平衡的场合,通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。
二、无功补偿装置的发展趋势及比较早期的无功补偿装置为并联电容器和同步调相机。
同步调相机属于旋转设备,在运转过程中的噪声和损耗都非常大,运行维护困难,响应速度不快,且成本高,不能满足快速动态无功补偿的要求。
并联电容器虽然简单经济,方便,可是它的阻抗固定,难以跟踪负荷无功需求的变化,也就不能实现对无功功率的动态补偿。
风力发电系统中动态无功补偿装置SVG的应用
风力发电系统中动态无功补偿装置SVG的应用摘要:随着世界对于能源的需求不断扩张,而化石能源的不可再生性以及带来的污染性使得人们对于清洁能源的需求不断扩张,风力发电作为当今的清洁能源获取的主要途径之一,风力发电设备以及相关技术也成为了当前人们所研究的重要方向。
而静止无功发生器(SVG)在实际风力发电中的应用越来越广泛,下面我们就对当前风力发电系统中的动态无功补偿装置SVG在实际风力发电中的应用进行简要的分析和说明。
关键词:静止无功发生器;风力发电系统;动态无功补偿器一、风力发电系统中SVG实施的概述随着科技的不断发展,越来越多的清洁能源被人们所发掘并加以利用,人们通过对自然能量的收集,包括了对水资源的动能收集和利用创造了水力发电站,通过太阳能收集板对太阳热能的收集和利用以及对风能转动风扇产生的动能进行收集和利用就造就了当今的风力发电系统。
在目前的风力发电系统中,我们广泛的使用了SVG与SVC装置,这两者对当前的风力发电统中进行动态无功补偿设施的效率提升有着显著的帮助作用,促使风力发电效率的提升,使得能源产生的最大化。
SVG是静止无功发生器的简称,而SVC是静止无功补偿器,这两者都属于交流无功功率电源,在当前的风力发电站中建设静止无功发生器和静止无功补偿器可以有效的提升风力发电的效率,在当前风力发电的实际应用中,SVG即静止无功发生器比当前的SVC设置更加具有效率性和安全性,是当今风力发电系统中最为主流的设施之一。
二、动态无功补偿装置SVG的结构原理和特点在当今的风力发电系统中,SVG装置的使用范围是十分广泛的,为了帮助更好的了解风力发电系统中SVG设施的结构、运行原理以及装置特点,下面我们就对SVG工作的原理和结构进行简要的阐述与分析。
2.1动态无功补偿装置SVG的特点在风力发电系统中,SVG是建立在在静止无功发生器的基础上进行综合补偿的一种装置设备,就当前的实际情况来看,SVG设施是目前世界上最为先进和实用的动态无功补偿装置,具有强大的能力,能够匹配风力发电系统的实际需求,进而连续发出所需容性和感性无功功率。
高压动态无功补偿装置的应用
高压动态无功补偿装置(SVG)的应用QNSVG系列动态无功补偿及谐波治理成套装置通常由两部分组成:动态补偿装置SVG(又称为STATCOM)以及相并联的固定电容或电抗补偿。
该产品是拥有完全自主知识产权的创新型电力电子装置,是传统SVC的更新换代产品。
思源清能的SVG产品兼具动态无功补偿与谐波治理的功能,目前已应用在电力、风电、冶金、煤矿、石化等领域。
该产品是同类产品在国内工业领域的首批应用,整体性能达到国际先进水平,拥有八项发明专利,两项实用新型专利,两项计算机软件著作权,该产品获得“2005年北京市新产品”称号,2006年6月通过北京市工业促进局新产品新技术鉴定验收。
产品特点1、能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿;2、基于IGBT逆变器,为可控电流源型补偿装置,不会发生谐波放大及谐振,对系统参数不敏感,安全性与稳定性好;传统SVG对系统参数敏感,易发生谐波电压放大甚至谐振的现象;3、不仅不产生谐波,而且同时具备谐波补偿功能,在动态无功补偿的同时,可对13次以下的谐波进行滤除。
而SVG中TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波,导致TCR必须与大容量滤波器同时使用;4、SVC响应时间约40-60ms,而SVG响应时间一般不大于1ms。
用于配电网时,闪变抑制效果要比SVC 好2-3倍;用于输电网时,提高系统稳定性的效果也要远优于SVC;5、SVC是阻抗型特性,输出无功电流随母线电压降低而线性降低;SVG是电流源特性,输出无功电流不受母线电压影响。
SVG的电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力,可用来进一步提高电力系统稳定性,而SVC不具备过载能力;6、SVG为电流源特性,输出无功电流不受母线电压影响,电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力,可用来进一步提高电力系统稳定性,而SVC是阻抗型特性,输出无功电流随母线电压降低而线性降低,不具备过载能力;7、采用H桥串联的链式结构,直接接入6kV、10kV、35kV系统,成本降低。
动态无功补偿装置SVG应用 吕定培
动态无功补偿装置SVG应用吕定培摘要:随着科技的进步,我国电力工程各项技术也在不断完善,为了提升电气设备和电网的运行质量、提升产品质量,可以使用SVG设备。
SVG由检测、控制运算、补偿输出三个模块组成,能够提高功率因素,SVG能够在电网处于感性时发出容性电流,进而抵消与之相反的无功电流。
本文主要就动态无功补偿装置SVG的应用进行了相关的介绍。
关键词:动态无功补偿装置;SVG;设备应用随着电力工程的不断发展,为了满足人民的生活和生产需求,确保我国各个电气设备的运行安全,提升我国电能质量是必不可少的。
所谓电能质量,就是优质供电,其中包括用电、电流、供电、电压四个方面的质量。
常见的电能质量类型包括暂态扰动、RMS扰动、稳态变化等。
一方面,电能质量可能会引发机械损坏等破坏性危害,严重时甚至会造成人员伤亡;另一方面,电能质量会导致电气设备出现效率降低、功率变化等性能指标的变化。
所以,提升电能质量十分重要。
为此,可以采用SVG动态无功补偿装置,减少各类电能质量问题。
一、动态无功补偿装置SVG的组成与关键技术(一)SVG组成SVG的核心为三相大功率电压逆变器,其能够使输出电压同频且同相于系统侧电压,可以对输出电压和系统电压幅值进行调整,进而确定无功功率的性质,如果其没有系统侧电压幅值大,会输出感性无功,反之则输出容性无功。
利用电抗器将自换相桥式电路串联在电网上即SVG,通过电抗器对其交流侧输出电压幅值进行调节,控制交流侧电流以满足电路收发的无功电流需求,最终实现动态无功补偿的应用作用。
(二)SVG关键技术SVG的组成部分包括启动柜、控制柜、功率柜等多个部分。
其中,启动柜主要由三个部分构成,分别是软启动电阻、避雷器和接触器。
IGBI交流装置时功率柜的核心装置,其能够改变直流电压,使其成为交流电压,并对其频率、相位等进行控制,最后实现无功调节和滤波的功能作用。
控制柜可以对综合系统进行控制和保护,能够对电压、无功变化进行快速检测,并计算无功容量的需求量,根据计算结果进行触发脉冲产生和分配,可以分层级保护成套装置。
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动态无功补偿装置SVG在我厂的应用摘要在电力系统中,如果无功储备不足将会导致电网电压水平降低,冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动,恶化电网的供电质量。
SVG动态补偿装置是以IGBT为核心的SVG系统,SVG(即静止同步补偿器)是柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System,简称FACTS)的主要装置之一,它代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。
动态补偿装置能够快速连续地提供容性和感性无功功率,实现适当的电压和无功功率控制,保障电力系统稳定、高效、优质地运行。
在配电网中,将中小容量的SVG安装在某些特殊负荷附近,可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量,例如提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑止谐波污染等。
关键词:动态无功补偿 SVC 电压稳定应用abstractIn the power system,If the Static Var reserve is insufficient, the grid voltage level will be reduced,The impact reactive load will also cause the voltage to fluctuate dramatically, Static Var Generator is a system with IGBT as the core, is One of the main devices of Flexible AC Transmission System,I t represents the new development direction of reactive power compensation technology in power system. Dynamic compensation device can quickly and continuously provide capacitive and inductive reactive power, realize appropriate voltage and reactive power control, and ensure the stable, efficient and high-quality operation of power system.In the distribution network, installing small and medium capacity SVG near some special loads cansignificantly improve the power quality at the connection pointbetween the load and the public grid, such as improving the power factor, overcoming three-phase imbalance, eliminating voltage flicker and voltage fluctuation, and restraining harmonic pollution.Keywords:Static Var Generator SVC Voltagestability application目录一、背景二、SVG与SVC的对比三、SVG装置的应用四、SVG装置的运用效果一、背景湖北化肥自备热电厂含1#、2#、3#煤锅炉、气化循环水泵、合成104JB、104JC等高低压电气设备,在正常开车时,这些电气设备的无功消耗主要由1#发电机发出的无功功率提供。
在去年正常运行时,1#发电机需发17000KVAR左右的无功来满足老装置无功消耗缺口,造成发电机出口电流较大,温度偏高,降低了发电机的有功出力和效率。
另根据检维修中心电气技术组统计结果,在1#发电机停运时,在总变投入3200KVAR电容补偿、气化投入2000KVAR电容补偿、动力投入2000KVAR电容补偿的情况下,老装置区下网有功负荷30000KW,无功负荷19000KVAR,除去主变无功消耗,老装置区电气设备实际还需消耗无功负荷在12000KVAR左右。
表1-1各装置区消耗无功功率统计从无功消耗分布情况来看,动力分厂现已成为老装置区负荷中心,消耗了全厂约67%无功负荷。
2018年1月8日凌晨5:59分时,因汽机节流阀堵死,造成汽机无法进行1#发电机负荷调整,1#发电机负荷直线下降,6:02:33秒时,因发电机逆功率-200KW,汽机岗位值班人员立即打闸停机。
在1#发电机脱网后,6KV系统电压降至5.4KV,后经省化变岗位对主变档位进行调整,主变档位由7档调整为17档,6KV系统电压由5.4KV升至6.1KV,但在这个过程中,6KV系统电压降低,导致煤气化装置氧泵变频器输入电压降低,造成氧泵无法按额定转速出力,在6KV系统电压升压后,又因氧浓度超标,仪表联锁跳车,造成气化炉熄火,气化装置停车。
在发电机突然停机的情况下,大约有近8000的无功消耗需从电网提供,造成整个老装置区6KV系统电压偏低,给全厂电力系统的安全稳定运行带来了一定的隐患。
鉴于这种情况,建议在动力分厂增设无功补偿装置一套,用于满足动力分厂电气设备的无功消耗,提高发电机的有功出力及效率,保障全厂的供电安全。
同时提高我厂6KV电力系统供电安全可靠性。
二、SVG与SVC的对比SVG是英文Static Var Generator的缩写,意思是静止无功发生器;SVC是英文Static Var Compensator的缩写,是无功补偿器的意思SVG可分为电压型和电流型两种,其既可提供滞后的无功功率,又可提供超前的无功功率。
简单地说,SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现功率无功补偿的目的。
SVC是用于无功补偿典型的电力电子装置,它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量,从而改变输电系统的导纳。
按控制对象和控制方式不同,分为晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(FC)配合使用的静止无功补偿装置(FC TCR)和TCR与机械投切电容器(MSC)配合使用的装置。
SVG是调整系统电压的主要设备,个人认为其核心为自换向桥式电路,通过IGBT(风机中均按照有该元件)控制实现自换相桥式电路的电流的变化,而自换相桥式电路一般有多个功率单元(目前暂还不清楚)串联组织,形成一个星形接线,发出补偿电流进而调整母线电压。
SVG与同步调相机、SVC装置比较具有如下优点①:1)采用数字控制技术,系统可靠性高,基本不需要维护,可以节省大量的维护费用;2)在提高系统的暂态稳定性、阻尼系统震荡等方面的性能大大优于传统的同步调相机;3)控制灵活、调节速度更快、调节速度广,在感性和容性运行工况下均可连续快速调节,响应速度可达毫秒级;4)静止运行、安全稳定,没有调相机那样的大型转动设备,无磨损,无机械噪声,将大大提高装置寿命,改善环境影响;5)对电容器的容量要求不高,可以省去常规装置中的大电感和大电容及庞大的切换机构,损耗低;6)连接电抗小。
SVG接入电网的连接电抗,作用是滤除电流中存在的较高次谐波,另外起到将变流器与电网连接起来的作用,因此其电感量远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量;7)SVG输出电流不依赖于电压,表现为恒流源特性,具有更宽的运行范围。
而SVC本质是阻抗型补偿,输出电流和电压成线性关系。
因此系统电压变低时,同容量SVG可以比SVC提供更大的补偿容量; 8)SVG比SVC具有更快的响应速度,因而更适合抑制电压闪变。
SVG响应时间在10 ms以内,而SVC响应时间一般在20~40 ms。
SVG从额定容性无功功率变为额定感性无功功率(或相反)可在1 ms之内完成,这种响应速度可以胜任对冲击性负荷的补偿。
三、SVG装置的应用从全厂6KV系统和发电机的安全稳定运行及经济运行角度考虑,我们采用了静止型、容量为3000KVAR动态无功调节补偿装置(SVG)。
(1)在发电机正常运行时,SVG可基本处于待机状态,仅发出极少量的无功负荷,在发电机突然打闸停机,主变档位尚未进行调整时,SVG无功补偿装置立即对6KV系统电压进行补偿,响应时间快,减少了6KV系统电压大幅度下跌引起的晃电,保证了老装置区6KV电力系统的安全稳定运行。
(2)投运SVG无功补偿装置,可保证在发电机运行的情况下能够正常的发出无功功率,减少了因采用固定电容补偿造成电压过高,发电机无法发出无功功率,造成发电机定、转子失步的风险。
3.1SVG装置的原理SVG是静止型无功发生器的简称,是当今无功补偿领域最新技术的代表。
SVG并联于电网中,相当于一个可变的无功电流源,其无功电流可灵活控制,自动补偿系统所需无功功率。
由于其响应速度极快,又称为静止同步补偿器。
图3-1 SVG原理示意图SVG的原理接线图如上图,SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的。
表3-1 SVG系统原理SVG装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构, 10kV装置每相由12个功率单元串联组成,6kV装置每相由8个功率单元串联组成,运行方式为N+1模式②。
SVG无功补偿装置系统构成:电抗器柜、启动柜、功率柜、控制柜及风机、除湿机、一次电缆等。
图3-2 SVG系统构成3.2 SVG装置的投用此次SVG二次控制及信号电缆较多,接线复杂,在发电班运行人员和厂家调试人员的共同配合下,共完成以下二次部分电缆的接线和调试工作:1、动力6KVI、II段进线88、84电流、母联83电流串接至SVG装置,用于捕捉进线电流信号2、动力6KVI、II段母线电压的信号采集3、动力SVG高压开关柜断路器辅助触点的常开和常闭接点引至SVG装置4、SVG开出信号至发电主控室微机监控屏5、动力SVG高压开关柜线路保护综合保护装置的安装6、SVG装置本体之间电抗器、启动柜及功率柜柜门与控制柜之间的联锁接线7、SVG装置隔离刀闸及接地刀闸辅助接点至高压开关柜8、交、直流共两路动力及控制电源动力SVG无功补偿装置共含三种无功控制方式:(1)恒无功控制方式恒无功方式类似于常规电容型无功补偿,SVG无功补偿装置既可以发容性无功,也可以发感性无功,设定范围在-3000KVAR至3000KVAR(+为感性无功,负为容性无功。