SVC静止型动态无功补偿解决方案

SVC 静止型动态无功补偿解决方案

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系统需求概述 随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进，对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。同时，这些扰动引起的电磁暂态过程产生的过电流和过电压又往往会危害到有关电器设备的安全。

快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。

另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统

提供大量无功功率。特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。

在SVC 出现前，人们除了精心设计和布局整个电网外，往往采用下面几种经典的办法或设备来调节电网的无功功率。

1）、适当调节发电机励磁，以调节机组运行功率因数。

2）、在交流系统适当地点（或直流输电弱系统侧）装设同步调相机。

3）、使用带抽头或有载开关的变压器，通过调节电网某些点的电压来调节潮流。

4）、采用串联补偿电容器来改善受端电压，提高电网极限传输能力并增强系统的稳定性。

5）、用开关投切并联电抗器或电容器，以满足系统随时变化的无功功率需求量，达到调相调压的目的。

这几种措施和方法，有些因其固有的优点，迄今仍为人们采用着。但是，许多方法明显存在着响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整个电网的技术效益和经济效益都偏低等等缺陷。现在，性能优良的SVC （静止型动态无功补偿器）正逐步替换这些陈旧的设备。尤其在一些重要的场合，如大型钢厂，风力发电厂以及在大型复杂电网运行中有特殊要求的电站，SVC 正获得越

来越全面的应用。

下文根据几种SVC典型的用户类型和容量详细介绍SVC产品，并给出了推荐配置方案及组屏设计实现方案。

2SVC系统及配置原则

静止无功补偿（SVC）系统主要由SVC控制装置、保护装置、阀控设备、水冷系统、TCR阀组、滤波器组、电抗器以及辅助设备等部分组成，具体包括：PCS-9580 SVC控制装置、各种容量及电压等级的PCS-KGDB-XXX/XXX系列阀组设备、ZD_PCS-9586系列的阀控设备、各种容量的 LSFXX 系列水冷设备、各种容量及电压等级的PCS-FCX-XX/XX系列滤波器装置以及RCS-963X系列滤波器保护装置、RCS-9647X系列电抗器保护装置等。

按照用户对SVC系统的要求进行选择，包括：调节目标的要求、SVC母线电压等级、SVC容量要求、滤波效果要求等，SVC系统设备配置必须完全满足用户运行工况的需要；按照系统型谱进行选择，力求选择标准系统，如有不同，应使不同部分为最小。

2.1PCS-9580 SVC控制装置

包括以下几个方面的内容

1）关于系统冗余：

a.对于电力系统和大型钢厂用户，建议冗余配置，即配置两套PCS-9580 SVC控

制装置。

b.对于小型钢厂，也可根据费用情况，选择冗余配置或单配置。

2）关于供电电源：

冗余配置装置（每个装置）配置2路110V直流电源或2路220V直流电源；

单配置装置配置1路110V直流电源或1路220V直流电源；

2.2PCS-KGDB-XXX/XXX系列阀组

包括以下几个方面的内容

1）关于电压等级：

根据SVC接入点母线电压等级来选择相应电压等级的阀组，如果用于110KV及以上电压等级的电站，需要增加变压器第三绕组（35KV），阀组最高电压等级为35KV。

2）关于可控硅选择

可选用双向可控硅的阀组，也可选用反并联的单向可控硅的阀组，成本也低；前者优点占地面积小，便于安装与维护；后者成本低。

下图一为35KV采用双向可控硅的阀组，其中（A）为正视图，（B）为左前侧图。图二为10KV采用单向可控硅的阀组。

（A）为正视图（B）为左前侧图

图一 35KV双向可控硅阀组

图二 10KV 单向可控硅的阀组

3）关于容量选择

根据系统设计，确定TCR的容量，从而选择相应容量的TCR阀组。

4）关于触发方式

触发方式采用先进的光电触发触发方式。

2.3ZD_PCS-9586系列及CJ_NR1653D的阀控设备

晶闸管阀组的触发系统主要由两部分构成，一部分是位于控制室的阀基电子设备VBE即ZD_PCS-9586设备，另一部分是位于阀本体上的晶闸管控制单元TCU即

CJ_NR1653D插件。

VBE的主要功能是将来自控制调节器的控制脉冲CP（Control Pulse）转换成点火脉冲FP（Firing Pulse）光信号。TCU的主要功能将VBE发出的触发脉冲光信号转换成脉冲电信号并触发晶闸管。正常情况下，阀组带电后TCU获取能量，并在检测到晶闸管建立起正向电压时向VBE发出IP（Indication Pulse）光信号。VBE接收到IP信号，同时收到来自控制系统的控制脉冲CP时，向TCU发出点火脉冲光信号（FP）。这样就

保证晶闸管只有在正向电压时触发。

VBE系统还集成了对晶闸管的监视功能，正常工作时，当VBE未收到某些来自TCU 的IP信号时，表明有可能这些晶闸管的正向电压无法建立，或者晶闸管已经损坏，VBE 会根据具体的情况提醒控制系统报警或者停运。

处于晶闸管阀上的TCU，除了正常触发功能外，还有过电压保护功能和反向恢复期间的保护功能。前者在晶闸管承受过电压时，向晶闸管发出保护性触发脉冲，以保护晶闸管不被损坏；后者则在晶闸管反向恢复期间，针对电压变化率（dV/dt）和正向电压的数值进行必要的保护，免受晶闸管损坏。具有这些功能的TCU，装在晶闸管阀组中，可以使晶闸管阀组完全满足标准IEC61954的相应要求。

根据SVC阀组的电压等级,配置TCU的个数,并选择相应的ZD_PCS-9586系列设备,如:35KV阀组选择ZD_PCS-9586/35型设备。10KV阀组则选择ZD_PCS-9586/10型设备。

2.4LSF-XXX系列水冷系统

2.4LSF-XXX系列水冷系统

LSF-XXX系列水冷系统采用闭式水冷却循环系统。其流量及功率选择应能够保证在各种工况下，晶闸管阀均能正常运行。内循环冷却系统采用全密闭式，冷却介质为纯水＋乙二醇，能保证在最低温度下不出现结冻。所有阀门、滤网、水泵及管道等金属部分均为不锈钢制品。