信元瑞變電站方案.doc

上海信元瑞電器有限公司 智能變電站工程靜止型動態(tài)無功補償裝置(SVG) 技術(shù)方案上海信元瑞電氣有限公司2013年04月目錄第1章 企業(yè)簡介與SVG概述11.1 信元瑞公司簡介11.2 SVG產(chǎn)品概述21.3 SVG產(chǎn)品發(fā)展4第2章 公司技術(shù)優(yōu)勢及其SVG產(chǎn)品特點52.1 公司技術(shù)優(yōu)勢52.2 SVG產(chǎn)品技術(shù)特點6第3章 SVG總體說明73.1 控制原理說明及框圖73.2 SVG系統(tǒng)的組成及控制原理103.3 SVG補償無功和治理電壓波動123.4 SVG技術(shù)優(yōu)勢13第4章 SVG系統(tǒng)設(shè)計原始資料15第5章 方案設(shè)計175.1 補償方案確定175.2 SVG設(shè)計方案175.3 設(shè)備投運后達到的技術(shù)指標(biāo)和性能考核18第7章 關(guān)鍵設(shè)備及其技術(shù)特點197.1 牽引級IGBT模塊197.2 DC - LINK 直流鏈電容197.3 功率單元207.4 全數(shù)字控制系統(tǒng)20第1章 企業(yè)簡介與SVG概述1.1 信元瑞公司簡介上海交通大學(xué)第六工作室組建于上世紀(jì)末。一直以來，憑借十幾位來自電子、計算機和自動控制領(lǐng)域的科研人員，廣泛服務(wù)于國內(nèi)電能質(zhì)量治理、新能源領(lǐng)域的生產(chǎn)廠商，為其提供核心技術(shù)研發(fā)、主控系統(tǒng)以及核心部件。 在全球氣候變化和能源消耗不斷攀升的背景下，節(jié)能減排、改善能源利用效率和提高電能質(zhì)量已迫在眉睫。為此，以上海交大第六工作室技術(shù)為背景的“上海信元瑞電氣有限公司”于2010年應(yīng)運而生。依托技術(shù)和人才優(yōu)勢（博士4人，研究生10人，本科學(xué)歷5人），信元瑞電氣已成為全行業(yè)為數(shù)不多的最具有持續(xù)創(chuàng)新能力的企業(yè)之一。 目前，“信元瑞”依靠前瞻性決策、國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹圃炷芰?，吸引了國?nèi)多家知名的APF、SVG、輸變電設(shè)備生產(chǎn)商，為其提供技術(shù)領(lǐng)先的核心部件與集成方案。不僅如此，我們整合國際上最新技術(shù)，能根據(jù)用戶的特殊要求或不同的應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計生產(chǎn)出符合用戶要求的產(chǎn)品。為軍事設(shè)施、電力系統(tǒng)、新能源利用、通訊設(shè)備、軌道交通、機場、金融、證券、醫(yī)療和智能建筑領(lǐng)域，提供最可靠的電力安全保障與最佳的能效解決方案。信元瑞電氣將繼續(xù)秉承上海交大第六工作室扎根于技術(shù)創(chuàng)新和引領(lǐng)科技的理念，完成由幕后技術(shù)開發(fā)到直接面對終端用戶的角色轉(zhuǎn)換,并致力于智能高科技產(chǎn)品的普及化，為能源利用和電力質(zhì)量改善事業(yè)做出更大的努力。1.2 SVG產(chǎn)品概述SVG全稱為Static Var Generator,即靜態(tài)無功發(fā)生器，它是在電力電子技術(shù)與SVC研究的基礎(chǔ)上研制的，是一種更先進、更可靠、更靈活的無功補償裝置。SVG并聯(lián)與電網(wǎng)中，相當(dāng)于一個可變的無功電源。由于SVG響應(yīng)速度極快，所以又稱為靜止同步補償器。SVG的基本愿理是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?。SVG既可以發(fā)容性無功，又可以發(fā)感性無功，其無功可連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速度快，運行范圍寬，在采取多重化、多電平或脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)等措施后可大大減少補償電流中諧波的含量。SVG采用柜體式結(jié)構(gòu)，配電裝置室內(nèi)主要噪聲源為SVG通風(fēng)散熱風(fēng)機產(chǎn)生的噪聲、SVG串聯(lián)電抗器運行產(chǎn)生的噪聲。在變站工程中，為了有效控制動態(tài)無功補償裝置室向外傳播的噪音，采取了一系列措施。對與設(shè)備的處理，在功率柜風(fēng)機與柜體柜固體處設(shè)置減振墊 ，并在安裝風(fēng)機的柜體側(cè)板及底板上設(shè)置加強筋，在串電抗基礎(chǔ)也設(shè)置減振墊 ，從設(shè)備源頭實施降噪音減振措施；消減室內(nèi)混響聲。采用了上述措施后，在變電站投運后動態(tài)無功補償裝置室外實測音值不大于55dB(A),具有顯然的效果。1.3 SVG產(chǎn)品發(fā)展作為SVC的下一代產(chǎn)品，SVG在響應(yīng)速度、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、降低系統(tǒng)損耗、增加傳輸能力、提高瞬變電壓極限、降低諧波和減小占地面積等多方面具有更加優(yōu)越的性能。依托公司雄厚的技術(shù)力量，信元瑞公司從2005年底就著手研發(fā)高壓大容量的SVG。2006年，由信元瑞公司自行研制的以美國TI公司DSP為核心控制器的SVG試驗平臺順利完成。2007年，信元瑞公司研制的國內(nèi)首臺應(yīng)用于牽引變流站的SVG投入運行。已經(jīng)在電網(wǎng)、軌道交通、冶金、煤礦、風(fēng)電、石化等行業(yè)廣泛應(yīng)用，其技術(shù)先進性和運行可靠性均得到了用戶的高度認(rèn)可。信元瑞公司目前已擁有SVG產(chǎn)品相關(guān)的21 項核心專利與9 項軟件著作權(quán)。信元瑞公司集各方之所長，技術(shù)力量雄厚，具有全方位研究、設(shè)計、制造及檢測能力，并與國內(nèi)外著名研究機構(gòu)及電氣公司有著緊密地學(xué)術(shù)聯(lián)系和技術(shù)合作，本公司的眾多優(yōu)秀技術(shù)人員愿與廣大用戶的專家們一道努力，以先進的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，致力于中國的電網(wǎng)穩(wěn)定和純凈工程，為各工礦企業(yè)及電力部門的節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)做出貢獻。第2章 公司技術(shù)優(yōu)勢及其SVG產(chǎn)品特點2.1 公司技術(shù)優(yōu)勢u 信元瑞公司在動態(tài)無功補償領(lǐng)域內(nèi)具備了豐富的設(shè)計和實施經(jīng)驗，可最大限度地確保系統(tǒng)和裝置的安全、可靠。u 開創(chuàng)了SVG進行區(qū)域電網(wǎng)負(fù)序電流、諧波電流治理的先河，為我國同類工程的建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。u 建立具備國際先進水平的試驗中心，確保SVG設(shè)備的可靠性，并縮短了現(xiàn)場調(diào)試時間。u 信元瑞公司是國家發(fā)展計劃委員會為加快中國在動態(tài)無功補償領(lǐng)域的國產(chǎn)化和國際化進程，替代進口，立專項資金建設(shè)的國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。u SVG已做到了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有完善的備品備件庫，可及時方便、快捷、優(yōu)質(zhì)地為用戶提供專業(yè)的售后服務(wù)，并可使用戶做到備件零庫存，降低用戶運行成本；u 信元瑞公司是國內(nèi)制造周期、現(xiàn)場調(diào)試時間最短的動補裝置生產(chǎn)企業(yè)。u 信元瑞公司是規(guī)范化的股份制企業(yè)，管理完善，資產(chǎn)優(yōu)良，有較強的經(jīng)濟實力，可確保項目的順利實施。2.2 SVG產(chǎn)品技術(shù)特點u 本項目設(shè)計選用成熟、可靠、先進、實用的，基于DSP全數(shù)字控制系統(tǒng)的SVG新型動態(tài)無功補償裝置。主要元器件選用國外著名公司的進口產(chǎn)品，IGBT采用原裝進口優(yōu)質(zhì)元件，因其導(dǎo)通一致性好、壓降小、熱阻小，最適合高壓SVG裝置的長期可靠運行；阻容吸收采用德國EPCOS公司產(chǎn)品、光纖采用美國AVAGO公司產(chǎn)品；u 信元瑞公司具有強大的研發(fā)及生產(chǎn)制造實力，具備各電壓等級（6kV、10kV及特殊電壓等級）、各種型式（并聯(lián)多重化、鏈?zhǔn)?、三電平、半橋級?lián)）的SVG生產(chǎn)和制造能力。u 在國內(nèi)同行業(yè)率先采用全球遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可為用戶隨時提供在線診斷、提示服務(wù)，提高了設(shè)備的長期可靠運行率；產(chǎn)品生產(chǎn)貫徹ISO9001質(zhì)保體系，所有元器件均經(jīng)過嚴(yán)格篩選，所有電路板通過100%在線檢測；所有電路板在通過工作電流的條件下做48小時高低溫循環(huán)老化試驗（1055），電路板焊接采用無鉛熱風(fēng)回流焊機和無鉛雙波峰焊機；u 信元瑞公司采用國際先進的系統(tǒng)仿真軟件，對諧波潮流、諧波阻抗、系統(tǒng)設(shè)置、操作過電壓等進行仿真計算，保證系統(tǒng)不同運行工況條件下，所設(shè)計的濾波器不與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振和諧波放大；u 控制柜采用德國威圖原裝進口柜體，抗干擾能力強，控制系統(tǒng)響應(yīng)時間快，可靠性高；u 控制系統(tǒng)采用基于DSP的全數(shù)字控制系統(tǒng)；u 監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化工作站，人機界面友好，方便用戶使用和維護。第3章 SVG總體說明3.1 控制原理說明及框圖3.1.1 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般電力系統(tǒng)用戶負(fù)荷吸收有功功率和無功功率。圖3-1 簡單的負(fù)荷連接 電源提供有功功率PS和無功功率QS（可能為感性無功，也可能是容性無功），忽略變壓器和線路損耗，則有，。沒有足夠無功補償?shù)碾娋W(wǎng)存在以下幾個問題：1）電網(wǎng)從遠(yuǎn)端傳送無功；2）負(fù)荷的無功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級電網(wǎng)的供電質(zhì)3）負(fù)荷的不平衡與諧波也會影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量。因此，電力系統(tǒng)一般都要求對用電負(fù)荷進行必要的無功、不平衡與諧波補償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。3.1.2 SVG的基本原理 所謂SVG（Static Var Generator），就是專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進行動態(tài)無功補償?shù)难b置。設(shè)電網(wǎng)電壓和SVG輸出的交流電壓分別用相量和表示，則連接電抗X上的電壓即為和的相量差，而連接電抗的電流是可以由其電壓來控制的。這個電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流。如果未計及連接電抗器和變流器的損耗，SVG的工作原理可以用下圖所示的單相等效電路圖來說明。在這種情況下，只需使與同相，僅改變幅值大小即可以控制SVG從電網(wǎng)吸收的電流是超前還是滯后90，并且能控制該電流的大小。a）單相等效電路 b）相量圖圖3-2 SVG等效電路及工作原理（未計及損耗）SVG詳細(xì)的工作模式及其補償特性如表3-1所示。表3-1 SVG的運行模式及其補償特性說明采用直接電流控制的有源濾波型中壓SVG的工作原理如下圖所示。從圖中可以得出式(1)，即電源電流是負(fù)載電流和補償電流之相量和。假設(shè)負(fù)載電流中含有基波正序電流（包括基波正序無功電流和基波正序有功電流）、基波負(fù)序電流和諧波電流，如式(2)所示。圖3-3 采用直接電流控制的靜止無功發(fā)生器的工作原理(1)(2)為使電源電流中不含有基波正序無功和基波負(fù)序電流，則需要控制SVG輸出電流滿足式(3)。這樣電源電流中就只含有基波正序有功和諧波電流，如式(4)所示。(3) (4)因此，要想達到補償目的，關(guān)鍵是控制SVG輸出電流滿足式(3)。從SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在補償無功的基礎(chǔ)上還對負(fù)載諧波進行抑制，只需要使SVG輸出相應(yīng)的諧波電流即可。因此，從這個意義上說，SVG能夠同時實 現(xiàn)補償無功電流和諧波電流的雙重目標(biāo)。3.2 SVG系統(tǒng)的組成及控制原理（1）啟動柜由啟動開關(guān)、充電電阻等各個部分組成。SVG裝置的啟動方式為它勵啟動，在主開關(guān)合閘后，系統(tǒng)電壓通過預(yù)充電控制器對功率單元的直流電容進行充電，當(dāng)充電電壓到達額定值80%后，控制系統(tǒng)閉合啟動開關(guān)，將充電電阻旁路。（2）功率柜的主要組件是功率單元，10KV SVG每相有12個功率單元。功率模塊的控制器，除了采樣回路、保護回路和輸出驅(qū)動回路外，幾乎所有的邏輯和通訊處理均采用大規(guī)模FPGA芯片完成，智能化的設(shè)計使得硬件設(shè)計簡單，軟件設(shè)計靈活，便于以后的功能修改和升級，而且可靠性高，受功率器的干擾小。由功率模塊構(gòu)成的IGBT逆變裝置將直流電壓逆變成交流電壓，并控制該交流電壓的頻率、幅值和相位，從而實現(xiàn)整個裝置輸出無功調(diào)節(jié)和濾波功能；（3）直流電容器為裝置提供直流電壓支撐（相當(dāng)于調(diào)相機的勵磁裝置），并對直流電壓起平波作用。（4）控制保護監(jiān)測綜合系統(tǒng)可快速檢測系統(tǒng)的電壓、無功變化，計算裝置所應(yīng)提供的無功容量，據(jù)此實現(xiàn)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生和分配，并對成套裝置實現(xiàn)分層分級的保護。3.2.1 SVG系統(tǒng)組成（示例） 圖3-4 SVG組成示意圖圖3-5 SVG功率單元組成示意圖3.2.2 SVG控制系統(tǒng)的基本組成SVG控制策略有直接電流控制和間接電流控制，我公司采用性能優(yōu)越的直接電流控制方法，直接電流控制方法框圖如下圖所示。圖3-6 SVG控制系統(tǒng)的示意圖3.2.3 SVG控制方式SVG連接到系統(tǒng)中，通過控制SVG輸出電流的幅值與相位來決定從SVG輸出的無功的性質(zhì)與大小QSVG，SVG輸出的無功與系統(tǒng)負(fù)荷無功相抵消，只要Qs（系統(tǒng)）=QL（負(fù)載）-QSVG=恒定值（或0），功率因數(shù)就能保持恒定，電壓幾乎不波動。最重要的是精確計算出負(fù)載中的瞬時無功電流。采集的進線電流及母線電壓經(jīng)運算后得出要補償?shù)臒o功功率，計算機發(fā)出觸發(fā)脈沖，光纖傳輸至脈沖放大單元，經(jīng)放大后觸發(fā)IGBT，獲得所補償?shù)臒o功電流。3.3 SVG補償無功和治理電壓波動圖3-7 帶有SVG無功補償裝置的系統(tǒng)假設(shè)負(fù)荷消耗感性無功（一般工業(yè)用戶都是如此）QL，此時控制SVG使其產(chǎn)生容性無功功率，并取QSVG=QL，這樣在負(fù)荷波動過程中，就可以保證：QS=QSVG-QL=0，此時功率因素達標(biāo)。同時由于SVG響應(yīng)速度很快，可達到治理電壓閃變和波動的目的。如果對電網(wǎng)等比較復(fù)雜的補償對象而言，當(dāng)需要向電網(wǎng)提供感性無功時，可以通過對SVG的控制，使其產(chǎn)生感性無功功率，并取QSVG=QC，這樣在負(fù)荷波動過程中，仍然可以保證：QS=QSVG-QC=0。圖3-8 SVG補償無功 （a）補償前電壓和電流 （b）補償后電壓和電流3.4 SVG技術(shù)優(yōu)勢 通過以上章節(jié)對SVG原理及功能的描述可以知道，SVG可以根據(jù)負(fù)載特點和工況，自動調(diào)節(jié)其輸出的無功功率的大小和性質(zhì)（容性或者感性）。因此，從本質(zhì)上講，SVG可以等效為大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)的電容或電抗器。SVG是目前最為先進的無功補償技術(shù)，其基于電壓源型變流器的補償裝置實現(xiàn)了無功補償方式質(zhì)的飛躍。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實現(xiàn)無功能量的變換。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無功補償裝置有如下優(yōu)勢： (1) 響應(yīng)時間更快SVG響應(yīng)時間：5ms。傳統(tǒng)靜補裝置響應(yīng)時間： 10ms。SVG可在極短的時間之內(nèi)完成從額定容性無功功率到額定感性無功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對沖擊性負(fù)荷的補償。(2) 抑制電壓閃變能力更強SVC對電壓閃變的抑制最大可達2：1，SVG對電壓閃變的抑制可以達到5：1，甚至更高;SVC受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會隨補償容量的增加而增加。而SVG由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。 (3) 運行范圍更寬SVG能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)工作，所以比SVC的運行范圍寬很多。也就是說，當(dāng)SVC需要在正負(fù)全范圍運行時，需要TCR和FC配合使用，整個裝置損耗較大，占地面積也較大。更重要的是，在系統(tǒng)電壓變低時，SVG還能夠輸出與額定工況相近的無功電流。而SVC輸出的無功電流與電網(wǎng)電壓成正比，電網(wǎng)電壓越低，其輸出的無功電流也越低，所以對電網(wǎng)的補償能力也相應(yīng)變?nèi)酢＿@是SVC技術(shù)本質(zhì)的缺點。(4) 補償功能多樣化使同一套SVG裝置，可以實現(xiàn)不同的多種補償功能： 單獨補償負(fù)載無功 單獨補償負(fù)載諧波 單獨補償負(fù)載不平衡 同時補償負(fù)載無功、諧波和不平衡所以，SVG具有強大的補償功能。(5) 諧波含量極低榮信SVG采用了PWM技術(shù)、多電平技術(shù)，不僅自身產(chǎn)生的諧波含量極低，還能夠?qū)ω?fù)載的諧波和無功進行補償，實現(xiàn)有源濾波的功能，真正做到多功能化。而TCR和TSC自身均要產(chǎn)生很大的諧波電流，所以還需要安裝相應(yīng)的FC濾波裝置，增加了額外的成本。(6) 占地面積較小由于無需大容量的電容器和電抗器做儲能元件，SVG的占地面積通常只有相同容量SVC的50%，甚至更小。所以，在一些廠礦改造中SVG具有很大的優(yōu)勢。第4章 SVG系統(tǒng)設(shè)計原始資料4.1 遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)DL/T672-1999變電所電壓無功調(diào)節(jié)控制裝置訂貨技術(shù)條件GB 1207-1997電壓互感器GB50227高壓并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范。GB311.2311.6-83 高電壓試驗技術(shù)。GB11 024 高電壓并聯(lián)電容器耐久性試驗。GB11025 并聯(lián)電容器用內(nèi)部熔絲和內(nèi)部過壓力隔離器。GB50227并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范GB3983.2-89高電壓并聯(lián)電容器JB7111-97高壓并聯(lián)電容器裝置DL/T604-1996高壓并聯(lián)電容器裝置定貨技術(shù)條件GB3983.2高壓并聯(lián)電容器 GB5316串聯(lián)電抗器GB1985-89交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)DL/T 4621992高壓并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器訂貨技術(shù)條件JB/T 3840-1985并聯(lián)電容器單臺保護用高壓熔斷器DL/T620 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合GB/T 11032-2000交流無間隙金屬氧化物避雷器GB3ll.16 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合GB3ll.7 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合使用導(dǎo)則GB 5582 高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級GB11022 高壓開關(guān)設(shè)備通用技術(shù)條件GB1985 交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)GB5273 變壓器、高壓電器和套管的接線端子GB/T6451-1999 三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求GB/T13499-1992 電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則G/T 12325-2003 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差GB 12326-2000 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變GB/T14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 15543-1995 電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度GB14285-93 繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程DL/T677-1999 繼電保護設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)以及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；以上標(biāo)準(zhǔn)均執(zhí)行最新版本。第5章 方案設(shè)計變電站應(yīng)考慮減少由于閃電、開關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動，而隨著對供電質(zhì)量和可靠性要求的提高，電壓成為衡量電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，電壓質(zhì)量對電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全運行具有重大影響。要保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和用戶的供電質(zhì)量，并減少電網(wǎng)的電能損失，合理配置系統(tǒng)無功分布、提高系統(tǒng)無功運行水平是重要措施之一。到目前為止，提供無功功率及電壓支持的最便宜的手段是采用電容器/電抗器。其主要特點是價格低，效率高，運行成本低，在保護完善的情況下可靠性也很高。可通過投切電容器校正受端的功率因數(shù)，擴展電壓穩(wěn)定極限；也可以用于釋放發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)無功備用，并由此在很多情況下可以幫助防止電壓崩潰。但由于并聯(lián)電容器/電抗器僅提供被動補償，因此從電壓穩(wěn)定性和控制的角度看，并聯(lián)電容器/電抗器有一些固定的限制。而采用響應(yīng)速度快的SVG裝置，對于系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和抑制系統(tǒng)振蕩有顯著效果，并且其主動無功補償?shù)奶攸c，使它們根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)吸收/提供無功功率完全達到自動調(diào)節(jié)的功效。5.1 補償方案確定根據(jù)變電站現(xiàn)實情況，我公司提出兩種解決方案。方案一：一期整套設(shè)備設(shè)定補償范圍為-4.5Mvar10Mvar，預(yù)計二期整套設(shè)備與一期相同。單套無功補償裝置為一臺5Mvar SVG加一套5Mvar電容器組設(shè)備并聯(lián)組成。方案二：整套設(shè)備設(shè)定補償范圍為-9Mvar20Mvar，一期變電站項目與二期共用一套設(shè)備。單套無功補償裝置為一臺10Mvar SVG加一套10Mvar電容器組設(shè)備并聯(lián)組成。5.2 SVG設(shè)計方案5.3.1 SVG接入設(shè)計SVG由一系列的功率單元組成，SVG的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。圖5-1 每套SVG系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SVG裝置并網(wǎng)于35kV母線側(cè)，裝置入口電壓為35kV。鑒于目前IGBT的工藝水平和應(yīng)用需求，榮信SVG選用處于國際領(lǐng)先水平的EUPEC公司的IGBT。5.3 設(shè)備投運后達到的技術(shù)指標(biāo)和性能考核(1) 35kV 母線進線點或上級母線考核點的功率因數(shù)值滿足要求。(2) 整體裝置輸出調(diào)節(jié)功率為線性連續(xù)調(diào)節(jié)。(3) 系統(tǒng)響應(yīng)時間5ms(4) 裝置應(yīng)具備完善的控制、保護和報警措施。在裝置故障時應(yīng)提供報警信號，嚴(yán)重故障時應(yīng)封鎖SVG驅(qū)動脈沖，同時將裝置退出運行。SVG成套裝置除裝有常規(guī)的電流速斷和過流保護外，還具有過電壓保護及低電壓保護等一系列保護措施，確保裝置安全。(5) 注入系統(tǒng)的諧波電流和35kV母線電壓總諧波畸變率低于國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-93。(6) 35kV母線電壓的電壓閃變和波動滿足國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量、電壓波動和閃變GB/T123262000。短時閃變Pst長時閃變Plt電壓波動限制值1.00.82%第7章 關(guān)鍵設(shè)備及其技術(shù)特點7.1 牽引級IGBT模塊l 采用國際頂級優(yōu)質(zhì)開關(guān)器件德國英飛凌公司的牽引級IGBT模塊。l 較大的模塊裕量設(shè)計，提高設(shè)備可靠性和安全性。l AlSiC基板，AlO絕緣陶瓷襯底，耐功率、熱循環(huán)能力強。l IGBT模塊內(nèi)反并二極管尺寸大一倍抗電流、電壓尖峰沖擊能力更強。l 牽引級IGBT模塊內(nèi)部封裝電感更低。l 抗干擾能力更強。7.2 DC - LINK 直流鏈電容l 榮信公司SVG采用IGBT專用DC-Link直流鏈電容，該電容具有如下優(yōu)勢：l 低等效串聯(lián)電阻 l 低等效串聯(lián)電感 l 高紋波電流，長壽命l 1.6倍過壓能力 l 高有效電流處理能力，免維護l 高溫條件下的電容特性優(yōu)良。7.3 功率單元l 主要包括IGBT、直流電容、緩沖吸收電路、驅(qū)動電路等。l SVG的核心主電路，用以實現(xiàn)功率變換。l 模塊化設(shè)計，功率單元的結(jié)構(gòu)和電氣性能完全一致，可以互換。l 插排式設(shè)計，方便組裝與更換。l 統(tǒng)一風(fēng)道設(shè)計，裝置散熱更加可靠。7.4 全數(shù)字控制系統(tǒng)l 采用美國TI公司先進DSP芯片