kV電能質(zhì)量綜合補償裝置改版

1、10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置武漢市武昌電控設(shè)備有限公司目錄CONTENTSn 使用范圍02n 組成及原理.02n 產(chǎn)品型號.04n 標準及環(huán)境要求.05n 裝置主要功能與性能 .06n 系統(tǒng)總體方案.07n 優(yōu)勢和特點 .10n 資質(zhì)證書.12n 應(yīng)用領(lǐng)域.13n 整機尺寸 .15n 選型舉例.16一、 使用范圍10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置適用于10kV配電線路中，用于雙向、連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功功率、消除電力網(wǎng)絡(luò)諧波、抑制工頻過電壓、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的無功調(diào)節(jié)裝置。裝置主要用于電力電纜貫通線路對感性無功的需求以及解決大功率牽引機車和動車雙組重聯(lián)行車的沖擊負荷、非線性負荷，電源發(fā)生畸變、電壓幅值閃變、

2、三相不平衡、無功功率降低、網(wǎng)絡(luò)損耗增加、供電質(zhì)量變差等問題。解決長距離重載線路限制過電壓和無功補償?shù)拿?，在最大程度上保持系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)網(wǎng)損，提高電網(wǎng)輸送能力。可以更精確地控制系統(tǒng)電壓和無功功率，減少了由于電容器、電抗器分組投切帶來的沖擊和涌流，可以大大提高設(shè)備的使用壽命，是現(xiàn)有無功補償裝置的升級換代產(chǎn)品。二、 組成及原理10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置，基本配置是由三個基本功能板及一臺升壓變壓器構(gòu)成。其中三個板分別是：檢測功能板、控制運算功能板及補償輸出功能板。它是采用可關(guān)斷的電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，通過升壓變壓器并聯(lián)在電網(wǎng)上。其工作原理為由外部CT對系統(tǒng)或負載的

3、電流信息取樣，進入檢測模塊檢測，然后經(jīng)由控制運算模塊分析出當前的電流信息，由控制器給出補償?shù)尿?qū)動信號，最后由補償輸出模塊發(fā)出補償電流。見圖一，補償原理圖。圖二一次圖。 圖1、補償原理圖 圖2、一次圖（B：變壓器）三、 產(chǎn)品型號四、標準及環(huán)境要求1、引用標準 DL/T1216 配電網(wǎng)靜止同步補償裝置技術(shù)規(guī)范GB/T14549 電能質(zhì)量 公用網(wǎng)諧波GB1094.1-5 電力變壓器GB/T3859.1 半導體變流器 基本要求的規(guī)定GB4208 外殼防護等級 （IP代碼）GB7251.1 低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分GB/T4025 人機界面標志標識的基本和安全細則 指示器和操作器的編碼規(guī)則G

4、B/T15576 低壓成套無功功率補償裝置2、環(huán)境要求 額定電壓：10kV 額定頻率：50Hz 輸入電壓范圍：380V±57V 貯存溫度：-40-+65 運行溫度：-25-+55 相對濕度：常溫下月平均95，無凝露 海拔高度：2000m 防護等級：IP30 地震烈度：8度 污穢等級：IV級五、主要功能與性能（1）適用感性、容性、感性容性變化負載的功率因數(shù)補償。（2）使三相不平衡率達到國標要求。（3）消除高次諧波，總諧波畸變率3%。（4）提高變壓器輸出效率。（5）降低變壓器及線路損耗。（6）響應(yīng)時間10ms。（7）采用IGBT作為負序電流補償器的核心部件可線性調(diào)節(jié)功率因數(shù),三相不平衡,

5、可維持電網(wǎng)電壓,增強電網(wǎng)穩(wěn)定性,抑制電壓波動和閃變。（8）參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)保存功能。微機控制器可根據(jù)現(xiàn)場不同的設(shè)備容量進行參數(shù)設(shè)定,并有實時運行數(shù)據(jù)的采集和整點運行數(shù)據(jù)的保存功能,可通過串口或加裝通訊模塊,將所有數(shù)據(jù)傳至后臺管理系統(tǒng)；裝置具有系統(tǒng)運行參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能；具有運行參數(shù)和保護定值設(shè)置功能。（9）通過串行485通信可控制整機開機和故障復位，可觀測整機運行數(shù)據(jù)。（10）過載能力及運行時間達到1.2倍過載運行3min。六、系統(tǒng)總體方案本裝置控制上采用了PWM技術(shù),由外接CT在10kV側(cè)取電流、電壓信號，計算出10kV線路的負序電流、零序電流、高次諧波電流，由400V級電力電子器件產(chǎn)生一

6、個方向相反，大小為10kV需求值的25倍負序電流、零序電流和高次諧波電流，通過一臺10/0.4kV三相干式變壓器并入10kV線路，將400V設(shè)備產(chǎn)生的相應(yīng)負序電流、零序電流和高次諧波電流變成10kV注入線路中，從而抵消10kV線路中的負序電流、零序電流和高次諧波電流，達到解決10kV線路三相不平衡、消除高次諧波、提高功率因數(shù)的目的。1） 主電路拓撲結(jié)構(gòu)10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置通過升壓變壓器與10kV電網(wǎng)連接提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，主電路拓撲圖如圖3.1圖3.1主電路拓撲結(jié)構(gòu)主電路拓撲采用三電平結(jié)構(gòu)，使輸出電流諧波含量更低，IGBT電壓應(yīng)力更小。2）基于總線技術(shù)的組網(wǎng)擴容技術(shù)為了便于提高補償容

7、量，開發(fā)了基于總線技術(shù)的并聯(lián)組網(wǎng)擴容技術(shù)。圖3.1總線組網(wǎng)實現(xiàn)遠程控制各分調(diào)節(jié)器通過CT信號串聯(lián)獲得補償信號,如上圖顯示通過485總線可完成組網(wǎng)控制，實現(xiàn)上位機遠程控制各分調(diào)節(jié)器?？偩€組網(wǎng)后也可以實現(xiàn)一主多從結(jié)構(gòu)的主從控制,如圖3.2顯示。圖3.2總線組網(wǎng)實現(xiàn)主從控制通過總線組網(wǎng)技術(shù),可以簡便實現(xiàn)10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置的容量擴展,也可以簡便實現(xiàn)10kV電能量合補償裝置的遠程統(tǒng)一調(diào)配。真正實現(xiàn)智能化、自動化。3）裝置內(nèi)部功能1）裝置電網(wǎng)過電壓保護2）電網(wǎng)過電壓保護3)電網(wǎng)欠電壓保護4)直流母線過壓保護5)單元過溫保護6）單元短路保護7）單元通訊異常保護8）光纖傳輸異常保護裝置內(nèi)部出現(xiàn)任何電

8、路故障均有告警,停機等相應(yīng)對策,及時上傳,不會對上級系統(tǒng)造成影啊。成套裝置實現(xiàn)自動檢測、遠程手動投切和近程手動投切,各種方式之間有可的閉鎖,防止發(fā)生事故。檢測,控制均實現(xiàn)完全自動無人值守。非裝置本身故障如過壓保護、欠壓保護、裝置會在檢測系統(tǒng)正常后自動投入運行。4)裝置內(nèi)部器件選型主器件IGBT選用德國進口英飛凌品牌1700V/300A雙管IGBT，運行電流150A左右，留有一倍的余量，保證了整機的高穩(wěn)定性能。變壓器降壓后通過與變流器相連，使電力電子器件在低壓狀態(tài)下運行，提高了設(shè)備的安全性。電容器選用薄膜電容器，耐紋波電流能力強，與電解電容相比擁有更高的使用壽命。七、優(yōu)勢和特點10kV電能質(zhì)量綜

9、合補償裝置可以等效為大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)的電容或電抗器。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。10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置較傳統(tǒng)的無功補層裝置有如下優(yōu)勢和特點：表1方案項目固定式電抗器方案分組投切電抗器方案MCR磁控電抗器+FC電容器投切方案電能質(zhì)量綜合補償裝置（SVG）1.能耗2.響應(yīng)速度：3.濾波功能：4.補償方式5.設(shè)備體積6.抑制電壓波動及閃變1.最高8%2.無此功能3.無此功能4.提供感抗5.最小6.無此功能1.較高6%2.慢200ms3.無此功能

10、4.單向補償，提供感抗5.最大6.無此功能1.較低4%2.較快50 ms3.能濾除固定次諧波4.雙向補償5.較大6.有此功能但能力差抑制閃變最大可達2：1，1.最低2.5%2.最快10 ms3.能濾除多次諧波4.雙向補償5.較小6.有此功能，能力強，抑制閃變可以達到5：1目前高鐵配電網(wǎng)中，大都采用固定式并聯(lián)電抗器、分組投切電抗器、磁控式靜止無功補償器（SVC）。電能質(zhì)量綜合補償裝置（SVG）還沒有得到運用。電能質(zhì)量綜合補償裝置（SVG）的主體是一個電壓源型逆變器，它可以適當控制晶閘管的通斷，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，進而調(diào)節(jié)電抗器上的電流，使SVG吸收或發(fā)出滿

11、足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?；同時SVG還能夠產(chǎn)生系統(tǒng)需要的諧波來補償負荷中的電流諧波，實現(xiàn)諧波補償?shù)哪康?。比較MCR+FC補償方案，SVG投切速度更快、功率損耗更小、占地面積更省等諸多優(yōu)點。通過分析比較，我們覺得：在高鐵配電網(wǎng)的貫通線路中，區(qū)間我們設(shè)置固定并聯(lián)電抗器，在變電所里我們使用電能質(zhì)量綜合補償裝置（SVG），這樣配置最經(jīng)濟、最省占地、補償效果最佳。八、 資質(zhì)證書九、 應(yīng)用領(lǐng)域客運專線電力貫通線及鐵路牽引變電站 高鐵客運貫通線路大都使用電纜線路，線路上的對地電容電流會給線路帶來危害，使用可調(diào)節(jié)的磁控電抗器能有效減小線路對地電容電流對貫通線路的威脅。而鐵路牽引線路具有：非線性

12、、非正弦性、非對稱性、非連續(xù)性的特點，其諧波、負序等電力公害會危及電氣化鐵路自身的安全與可靠，采用10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置的補償方式可有效減小不對稱、降低負序分量、提高功率因數(shù)等。城市二級變電站 在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級投切電容器組的方式來補償系統(tǒng)無功，改善功率因數(shù)，這種方式只能向系統(tǒng)提供容性無功，并且不能隨負載的變化而實現(xiàn)快速準確調(diào)節(jié)，在保證母線無功功率因數(shù)的同時，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，提高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。采用10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置可以快速精確的進行動態(tài)無功補償，在穩(wěn)定母線電壓，提高功率因數(shù)的同時，徹底、方便的解決了無功倒送問題。 太陽能電站太陽能資源的不確

13、定性的特性使太陽能逆變器的輸出功率是波動的，輸出電網(wǎng)的長距離容升電壓、太陽能逆變器不工作時變壓器等導致并網(wǎng)功率因數(shù)不合格，對于大容量太陽能電場接入系統(tǒng)時還存在其它不穩(wěn)定因數(shù)，都需要動態(tài)無功補償系統(tǒng)。另一方面，系統(tǒng)電壓的波動也會對太陽能逆變器的正常運行造成影響。采用10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置是太陽能電場補償?shù)淖罴堰x擇之一，不僅可以滿足太陽能電場接入系統(tǒng)的功率因數(shù)、電壓波動等要求，還可以減少系統(tǒng)擾動對逆變器的影響。 煤礦井口的大型提升機煤礦供電系統(tǒng)一般處于電力系統(tǒng)末端，其電壓穩(wěn)定性直接影響礦井安全生產(chǎn)。由于煤礦主、副井提升機是礦井主要負荷且都是沖擊性負荷，功率因數(shù)較低，造成系統(tǒng)電壓波動，對整個礦

14、井的供電質(zhì)量影響很大。采用10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置進行諧波與無功的綜合治理是理想的解決方案。 其它重工業(yè)負荷鋼廠等其它重工業(yè)負載在工作中會對電網(wǎng)產(chǎn)生如下影響：引起電網(wǎng)電壓降低及電壓波動，功率因數(shù)低，傳動裝置會產(chǎn)生有害高次諧波等，如電弧爐、大型起重、大型沖壓、焊接及其它精密加工設(shè)備等。安裝10kV電能質(zhì)量綜合補償裝置可以完美地解決上述問題。十、整機尺寸型 號容量（kvar）外形尺寸（mm）寬×深×高WDSVG-12/30301900×1200×2000WDSVG-12/5050WDSVG-12/100100WDSVG-12/200200WDSVG-12

15、/300300WDSVG-12/4004001900×1400×2200WDSVG-12/500500WDSVG-12/600600 2000×1500×2200WDSVG-12/800800 3100×1500×2200WDSVG-12/10001000 特殊容量或特殊尺寸簽合同時可以與制造廠協(xié)商，在做地基前請與我公司聯(lián)系，我公司會將地基圖紙以函件的方式發(fā)給您十一、選型舉例例1：從配電所引出一段10kV電纜線路，電纜線路長8km到終端，假設(shè)終端為純阻性負載，則配電所需要多大容量的SVG來抵消電纜線路對地電容？解析：按照電力系統(tǒng)設(shè)計手

16、冊的經(jīng)驗公式：電纜對地電流：Ic=0.1·Un·L=0.1·10·8 = 8A電纜線路對地電容的無功容量為：Qc=3 Un·IcQc=1.732·10·8 = 138.56 kvar考慮到電能質(zhì)量綜合補償裝置的余量，我們?nèi)?.25倍的系數(shù)1.25·138.56 =173.2 kvar，參考我公司容量參數(shù)表200 kvar。即配電所要設(shè)置一臺200 kvar的SVG，其型號為：WD SVG-12/200-3。 例2：一段10kV貫通電纜線路連接兩個配電所， 貫通電纜長度為60km，貫通線路每3公里設(shè)置1臺35 kvar并聯(lián)電抗器，則配電所需要多大容量的SVG來抵消電纜線路對地電容？解析：按照電力系統(tǒng)設(shè)計手冊的經(jīng)驗公式：電纜對地電流：Ic=0.1·Un·L=0.1·10·60 = 60