静止型动态无功补偿装置(svc)
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
南京南瑞继保电气有限公司
主要内容
概述
工作原理 SVC技术发展现状 南瑞继保SVC主要构成 南瑞继保SVC主要性能及技术优势 重点应用 SVC工程应用实例及补偿效果 SVC的型号和主要参数
概述
电网存在的问题
部分输电网可能过载而另一部分却未被充分利用； 最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高； 长距离电力传输过程中的过电压应该被有效抑制; 可能出现的次同步振荡（SSR）必须快速阻尼。 来自一些大功率负荷的谐波电流，应该滤除； 某些弱系统，需要大量动态无功来维持其电压稳定； HVDC换流站，为保证可靠稳定工作，也需要补偿一定的无功。
南瑞继保
中国电科院
鞍山荣信
西电科技
阀组触发系 统 散热器
冷却水管 支路水管 水管接头焊 接 触发单元
SVC发展现状
国内主要SVC制造公司的产品性能比较
厂家 主要指标
触发光缆 晶闸管元件 更换 阀组冷却系 统 阀组结构 全部单进单出 更换方便，单 人可完成 水冷或水风冷 却 立式阀，占地 小 观察维护方便 开环抑制闪变 和闭环提高功 率因数双调节 器 专业控制保护 制造厂家，利 用了高压直流 输电控制保护 平台，可靠性 高。占地更小， 操作通信非常 方便。 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 加权合并的单 调节器 无 至少要两人完 成更换 热管风冷却， 须外配大功率 空调 卧式阀 占地 面积更大 约2 倍水冷阀面积 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 功能单一的单 调节器
热备用和冗 余
可以另外加
无
静止型动态无功补偿装置SVC
静止型动态无功补偿装置SVCSVC-解决的问题SVC-原理SVC-结构组成SVC-优势SVC-技术特点SVC-技术参数SVC-典型业绩产品简介荣信电力电子股份有限公司是世界最大的高压动态无功补偿装置SVC制造商，也是中国最多的 SVC 专利技术拥有者。
专业研制开发并向国内外用户提供SVC 产品，在国内率先实现光触发的触发方式，从ETT到LTT各项技术完备。
拥有高效热管冷却和全密闭纯水冷却两种冷却方式，拥有国内一流、国际先进的 SVC 专用高压全载试验检测中心，并拥有先进的DSP全数字控制技术。
集中了国内外经验丰富的专业工程技术人员，性能价格比明显优于同类进口产品。
荣信SVC产品不仅全面替代进口，还广泛应用于宝钢、鞍钢、武钢、首钢等200余家钢铁企业，兰州铁路局、西安铁路局等电气化铁道牵引站，以及兖州矿业集团、淮南矿务局、海口电业局、包头铝业等煤炭、电力、有色金属行业，还出口到越南、泰国、土耳其、尼日利亚、巴西等国家，为意大利达涅利等国际型的工程总包公司提供SVC分包业务，用户遍及世界各地，2005、2006、2007，2008年连续四年SVC装机数量全球第一，正在运行的SVC超过800套，遥遥领先于国内同行业企业。
荣信 SVC 通过德国TUV、欧盟CE、以及瑞士SGS ISO9001 等国际认证，采用国际标准生产。
SVC-解决的问题◆电弧炉电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网产生一系列不良影响，其中主要是：■导致电网严重三相不平衡，产生负序电流■产生高次谐波，其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化■存在严重的电压闪变■功率因数低彻底解决上述问题的唯一方法是用户必须安装具有快速响应速度的动态无功补偿器(SVC)。
荣信SVC系统响应时间小于l0ms，完全可以满足严格的技术要求，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定电网电压，增加冶金有功功率的输出，提高生产效率，并且最大限度地降低闪变的影响。
科技成果——静止型动态无功补偿(SVC)技术
科技成果——静止型动态无功补偿（SVC）技术所属行业制造业技术开发单位荣信电力电子股份有限公司适用范围该产品广泛用于黑色冶金中的电冶炼、轧制；有色冶金的电冶炼、轧制、电解、电镀；发电产业的电厂、风电厂；电力系统；港口、电气化铁道等交通领域，用以消除无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网，实现节能、消除电网“污染”，提高电能质量。
成果简介SVC主要由全数字控制系统、高压晶闸管变流装置、补偿电抗器、高次谐波滤波装置组成。
高次谐波滤波装置由电抗器、电力电容器、电阻器组成。
通过SVC的补偿电抗器给系统补偿无功，能抑制电网电压波动、闪变、畸变，减少三相不平衡，滤除谐波干扰，改善电能质量，保障电网安全。
应用SVC后，可使功率因数从0.7提高到0.95以上，节能35%以上，节能效果显著。
电容器提供固定的容性无功QC，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出感性无功QTCR的大小，感性无功和容性无功相抵消，只要能做到系统无功QN=QV（系统所需）-QC+QTCR=常数（或0），则能实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过补偿电抗器的电流，晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能，采集母线的无功电流值和电压值，合成无功值，和所设定的恒无功值（可能是0）进行比较，计算得触发角大小，通过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需电流。
关键技术（1）高压大功率晶闸管变流技术；（2）全数字控制技术；（3）热管自冷散热技术、水冷技术；（4）高压全载检测试验技术；（5）远程数据监控技术。
主要技术指标1、应用于6kV，10kV，27.5kV，35kV，66kV系统；2、直挂于6kV、10kV、27.5kV、35kV、66kV母线；3、TCR额定功率：≤300Mvar；4、晶闸管型式：电触发晶闸管（ETT）或光控晶闸管（LTT）；5、触发方式：光电触发或光触发；6、控制系统：DSP全数字控制系统；7、控制方式：无功功率或电压；8、无功调节范围：-100%到100%；9、调节方式：分相调节；10、调节系统响应时间：<10ms；11、噪音水平：自冷无噪声；12、辅助电网供电电压：380V+15%等。
TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置
TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置（下称SVC），它较好的解决了冶金设备（电弧炉、轧机）、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题，能稳定母线电压，提高功率因素，消除闪变，滤除谐波，平衡三相负载，提高电网输送能力。
SVC高压静止式动态无功补偿装置的详细介绍TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置（下称SVC），它较好的解决了冶金设备（电弧炉、轧机）、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题，能稳定母线电压，提高功率因素，消除闪变，滤除谐波，平衡三相负载，提高电网输送能力。
二、产品原理及实物图图1 SVC的原理图图2 SVC实物图通常，一个完整的SVC系统由一个TCR（相控电抗器）和几组L-C型滤波器（FC）组成。
TCR是一个连续可调的感性无功电源，而滤波器在滤除谐波的同时还是一个固定的容性无功电源。
SVC控制系统快速精确的达到下式所表示的效果：，其中等式当中，为负载无功功率，通常为感性的，为TCR感性无功功率，为容性无功功率。
三、产品优势及功能特点3.1 产品技术优势目前应用的动态无功补偿主要有以下几种方式：磁控电抗器MCR型SVC，TCR型SVC、静止式无功发生器SVG。
MCR的调节速度较慢，一般为100～300ms，损耗一般为1.2～2％之间，由于铁芯式饱和电抗器的固有特点，运行过程中噪音很大，振动很厉害。
饱和电抗器属于非线性元件，使得工作绕组的电流不能有效跟随控制绕组电流的变化而变化，为了抑制过补现象，MCR的无功控制范围在0～85%之间，而不是0～100%。
TCR型SVC的响应速度较快，为10mS，TCR型SVC装置直接安装在高压侧，工作电流小而损耗较小，一般为0.3%～0.4%，目前TCR型SVC是应该最多最广泛的动态无功补偿装置。
SVG是目前最为先进的无功补偿技术，但由于目前电力电子技术器件发展水平的限制，SVG技术成熟度较TCR型SVC要低，目前全世界范围内只有数十套的运行业绩，因此SVG全面推广还会有较长过程结合来看，TCR型SVC是目前技术最成熟，适用范围最广的动态无功补偿方式。
静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)
SVC-技术参数
项目 电网电压（kV） TCR 额定功率（Mvar） 晶闸管阀组结构 晶闸管冷却方式
晶闸管型式
触发方式 控制系统 控制方式 无功调节范围 调节方式 调节系统响应时间 噪声水平 辅助电网供电电压 使用期限
规格
6
10 27.5
35 66
6-300
组架开放式
热管自冷、水冷却
电触发晶闸管（ETT）或 光控晶闸管（LTT）
--------------------------------------------------------------------------◆ 轧机
轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响： ■引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率 ■使功率因数降低 ■负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网 电压产生严重畸变
◆ 先进的全数字控制系统
系统响应时间小于 10 ms 分相调节 自诊断 远程监控 ---------------------------------------------------------------------------
◆ 国内唯一的高压全载检测试验成套技术
72 小时高压全载动态连续运行成套试验检测技术 SCR 阀组成套试验技术 满足 IEC61954 要求
◆ 高可靠的 SVC 可控硅阀技术
直挂于 6 KV，10KV，35KV 系统 标准组架式结构 SCR 合理冗余设计 高效热管冷却和全密闭纯水冷却 光电触发和光触发 ---------------------------------------------------------------------------
静止型动态无功补偿装置(SVC)
静止型动态无功补偿装置(SVC)作者：姜峰来源：《科技创新导报》2011年第20期摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。
关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0124-011 引言在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。
快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。
近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。
为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。
目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。
而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。
2 系统组成SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。
1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。
TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的BOD器件,它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路,使晶闸管免受过电压冲击而损坏。
光电转换,自动完成各高电位电子单元循检,高压光缆传递信号。
密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。
相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,线性度高,噪音小,动热稳定性好,损耗小,绝缘强度高,散热好。
相当于一个可控的感性负载,通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。
静止无功补偿器(SVC)简介10
主要性能及特点
友好的人机界面
运行人员监视控制主回路界面
主要性能及特点
友好的人机界面
TCR回路监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
控制方式选择及参数设置界面
主要性能及特点
友好的人机界面
水冷系统监监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
手动触发录波及主机监控界面
主要性能及特点
友好的人机界面
工程应用之一
安装SVC稳定供电电压的好处
提高系统的静稳定、动稳定和暂态稳定储备 过低的电压通常是重负荷或供电容量短缺造成的，低电压供电会使 负荷运行性能变坏，对于感应电机负荷，这种情况尤其明显。 过高的供电电压可能导致变压器激磁饱和，增加损耗。同时，对设 备绝缘也极为不利。 对于雷击等异常原因引起的暂态过电压，SVC具有瞬时吸收无功、抑 制该类暂态过电压的功能。 经系统仿真验证,在该站10kV I母上安装17Mvar的SVC。
不同触发角度下的TCR电流波形
工作原理
TCR 关断
TCR 开通 TCR 阀组电压以及电流随触发角变化的波形
主要构成
主要构成
降压变压器(根据需要) 开关柜 线性（空心）电抗器 电容器组/滤波器组
主要构成
晶闸管阀组 纯水冷却系统
晶闸管阀组 水风冷却系统
水水冷却系统
纯水冷却系统
目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式。
概述
应用领域
电网
输电系统 配电网 风力发电
工业用户
冶金：电弧炉、精炼炉 钢铁：轧钢机 电气化铁路：牵引站 化工：工业研磨机、电解电源 采矿：矿石提升机械 港口：海港起重机 重型加工业：大型木材加工机械、大型焊接机械
静止型动态无功补偿装置(SVC)在厂矿企业的应用
静止型动态无功补偿装置（SVC）在厂矿企业的应用摘要：svc装置目前已广泛应用于冶金、电力、铁路等行业，如果发现运行中高压开关柜有发热现象，应检查柜内铜排连接处是否接触好，可采取涂导电脂等措施减少接触电阻。
关键词：svc装置原理应用中图分类号：u46 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0083-011 静止型动态无功补偿装置（svc）原理概述svc装置主要由可控支路和固定电容器支路并联而成，其主要应用型式是tcr+fc型：tcr支路功能是通过相控电抗器的电流控制相控电抗器输出的感性无功值ql，fc回路一个功能是提供固定的容性无功功率qc，另一个功能是通过电容器与电抗器的串联支路滤除电弧炉产生的主要高次谐波；电弧炉工作时产生负载感性无功用qfz表示，当svc装置系统参数设计合理时，可以使系统的无功功率qs=qc-qfz（随机变化）-ql（响应受控）=定值或0。
图1为我厂110 kv变电站svc装置原理图。
从图1可以看出，整套svc装置由3台高压开关柜、1组tcr支路、4组fc支路、1台tcr控制柜及配套电力电缆、支架组成。
2 svc装置的作用目前国内在用的svc成套装置达1000套以上，广泛应用于冶金、电力、煤炭、电气化铁路、有色冶金、石油化工等行业，应用于工矿企业时其主要作用有以下几点。
（1）滤除电弧炉、中频炉等产生的高次谐波，消除谐波对数控加工设备的干扰。
（2）平抑电弧炉炼钢时引起的电压波动、闪变和电压不平衡，提高供电质量。
（3）快速响应自动跟踪无功，提高功率因数，减少线路功率损耗。
3 svc装置使用效果我厂110 kv变电站6 kv母线为放射式单母线供电，其主要用电设备为数控机床、电焊机、电动机，中频炉，三台10t电弧炉（单台电炉变压器容量为5500 kva），系统未上svc装置前由于电弧炉、中频炉运行时产生2次、3次、4次及4次以上高次谐波，同时引起系统电压波动大，电压闪变严重。
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静止型动态无功补偿装置(svc)
摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。
关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用
1 引言
在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。
快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。
近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。
为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。
目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。
而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。
2 系统组成
SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。
1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。
TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的BOD器件,它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路,使晶闸管免受过电压冲击而损坏。
光电转换,自动完成各高电位电子单元循检,高压光缆传递信号。
密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。
相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,线性度高,噪音小,动热稳定性好,损耗小,绝缘强度高,散热好。
相当于一个可控的感性负载,通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。
2)FC部分主要由滤波电抗器、电容器组成。
3 工作原理和作用
3.1 工作原理
TCR与FC分别并接在一条母线上,TCR为感性负载,FC为容性负载,调节器采集进线电源电压信号和电流信号,将系统的电能参数送至调节器,进行实时跟踪,当生产线开始生产时,调节器自动跟踪具有严
重冲击无功功率的负荷的工作状态,发出与冲击负荷所对应的TCR晶闸管阀六相触发脉冲,通过晶闸管阀电子单元(高电位电子板)去触发六相晶闸管阀。
不同的触发角,改变了流过TCR回路中主电抗器的电流量,从而改变了TCR回路的感性无功功率量。
通过TCR回路感性无功功率的跟随作用,使电网上的无功功率趋近于零,或趋于一定值。
下式是无功功率补偿的计算式:
ΣQ＝QFC＋Q负载＋QTCR≈0(或某一常数)
其中:QFC为固定电容器兼滤波器的容性无功功率值(固定量)
Q负载为冲击负荷的感性无功率值(可变量)
QTCR为TCR回路的感性无功功率值(可变量)
由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快,即实现了动态补偿的功能。
TCR还能使三相不平衡的有功负荷得以平衡,抑制电网的负序分量。
冷却水装置分为两大部分,一部分是内水,一部分是外水,内水是把纯水经过过滤后进入阀组,每一个晶闸管有一个水套,这个水把晶闸管在高电压大电流工作下产生的热量传到冷却水装置的散热器,再由散热器的外水即冷却水把热量带走,从而达到使晶闸管散热的目的,处于稳定的工作状态。
外水通过板式换热器冷却内水,将内水温度控制
在设定范围内。
3.2 SVC装置的作用
(1)为供电系统提供连续的无功功率,恒定的功率因数,无“过补”,“欠补”现象,提高生产电力的电能质量,实现电网运行的安全可靠性和经济性。
(2)消除谐波,减少谐波电流对电网及设备的损害。
(3)响应速度快,可抑制电压波动及闪变,稳定电压。
(4)消除电压三相不平衡度。
(5)治理负序电流。
4 结语
目前,国内许多企业和研究单位加快对静止型SVC数字调节器的研制和开发,以取代调节特性和响应特性及控制精度较差的模拟调节器。
数字调节器与模拟调节器相比,具有以下优点:由于采用了数字化结构,控制精度和可靠性大大提高;控制功能更加丰富;参数调整便捷;增强了调节器的抗干扰能力。