SVG原理及應(yīng)用PPT課件(PPT 29頁)

1、1SVG無功補(bǔ)償原理與應(yīng)用 培訓(xùn)人：。第1頁，共29頁。2主要內(nèi)容無功補(bǔ)償基礎(chǔ) SVG工作原理 SVG結(jié)構(gòu)及原理 SVG的工作模式 SVG優(yōu)點(diǎn)及維護(hù)第2頁，共29頁。無功補(bǔ)償基礎(chǔ)有功功率 有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。無功功率 無功功率是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場(chǎng)用。由于它不對(duì)外做功

2、，才被稱之為“無功”。無功功率的符號(hào)用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)。第3頁，共29頁。 1、原因 簡(jiǎn)單的講就是用電設(shè)備從電源吸收有功和無功，無功如果不夠，則 用電設(shè)備的端電壓就要降低，影響正常運(yùn)行，于是需要補(bǔ)償無功功率，無功補(bǔ)償裝置采用就地補(bǔ)償?shù)姆绞綔p少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供的無功功率，從而減少無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此降低了輸電線路因輸送無功功率造成的電能損失，改善了電網(wǎng)的運(yùn)行條件。 2、方法與原理 把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷，并聯(lián)接在同一電路；當(dāng)容性負(fù)載釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而當(dāng)感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量；能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，

3、感性負(fù)荷所吸收的無功功率，可以從容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，這就是無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹怼?無功補(bǔ)償基本原理第4頁，共29頁。 實(shí)際供用電系統(tǒng)中的電力負(fù)荷并不是純感性或純?nèi)菪缘?，是既有電感或電容、又有電阻的?fù)載。這種負(fù)載的電壓和電流的相量之間存在著一定的相位差，相位角的余弦cos稱為功率因數(shù)，又稱力率。它是有功功率與視在功率之比。 三相功率因數(shù)的計(jì)算公式為： 由式cos=P/S可知，在一定的有功功率下，功率因數(shù)cos越小，所需的無功功率越大。為滿足用電的要求，供電線路和變壓器的容量就需要增加。這樣，不僅要增加供電投資、降低設(shè)備利用率，也將增加線路損耗 。為了提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，根據(jù)電

4、網(wǎng)中的無功類型，人為的補(bǔ)償容性無功或感性無功來抵消線路的無功功率。功率因數(shù)：第5頁，共29頁。61、感性無功：電流矢量滯后于電壓矢量90，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等2、容性無功：電流矢量超前于電壓矢量90，如電容器、電纜輸配電 線路等。3、基波無功：與電源頻率相等的無功（50HZ）4、諧波無功：與電源頻率不相等的無功無功分類無功補(bǔ)償作用： 無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置，可限制無功功率在電網(wǎng)中的傳輸，相應(yīng)減少了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。第6頁，

5、共29頁。SVG無功補(bǔ)償原理及構(gòu)成 第7頁，共29頁。SVG一次系統(tǒng)圖第8頁，共29頁。SVG主電路采用鏈?zhǔn)侥孀兤魍負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，Y型連接， 10KV裝 置每相由12個(gè)功率單元串聯(lián)組成 第9頁，共29頁。SVG裝置控制柜啟動(dòng)柜功率柜連接電抗器冷卻系統(tǒng)裝置構(gòu)成第10頁，共29頁。 啟動(dòng)柜由接觸器、旁路電阻、電壓互感器、電流互感器、避雷器組成。主要作用：實(shí)現(xiàn)SVG自勵(lì)啟動(dòng)，限制上電時(shí)直流電容的充電涌流，避免IGBT模塊、直流電容損壞。SVG上電時(shí)，旁路電阻串于充電回路，起限流保護(hù)作用；需將電阻通過接觸器旁路后SVG方能投入運(yùn)行。設(shè)計(jì)有接觸器與上端口斷路器的互鎖，保證斷路器“合”狀態(tài)時(shí)接觸器執(zhí)行“合”動(dòng)作

6、。單相旁路電阻選用兩只640/2kW并聯(lián)。第11頁，共29頁。功率柜 功率柜采用抽屜式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝； 對(duì)裝置整體發(fā)熱進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)有專門風(fēng)道，合 理選 取散熱風(fēng)量。第12頁，共29頁。 SVG功率單元節(jié)單元包括散熱器、IGBT、直流電容、銅排、放電電阻、 觸發(fā)板、自取能電源模塊。IGBT模塊直流電容功率單元第13頁，共29頁。觸發(fā)板觸發(fā)板的功能 1、接收觸發(fā)裝置的觸發(fā)信號(hào)，對(duì)觸發(fā)信號(hào)解碼后驅(qū) 動(dòng)相應(yīng) IGBT 2、測(cè)量直流電容電壓 3、測(cè)量觸發(fā)板的狀態(tài) 4、檢測(cè)IGBT散熱器溫度繼電器的狀態(tài) 5、檢測(cè)IGBT驅(qū)動(dòng)模塊的狀態(tài) 6、將直流電容電壓、狀態(tài)、繼電器狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)模塊 狀

7、態(tài)等 信息通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控狀態(tài) 7、接收監(jiān)控裝置的放電命令對(duì)直流電容進(jìn)行放電控制.第14頁，共29頁。THANK YOUSUCCESS2022/7/2015可編輯第15頁，共29頁。主控屏調(diào)節(jié)裝置1臺(tái)，數(shù)據(jù)采樣、運(yùn)算，得出閥組控制量，然后將此運(yùn)算結(jié)果通過光隔離SPI口送至觸發(fā)單元，使用F2812 DSC作為主CPU 。觸發(fā)裝置3臺(tái)，接收運(yùn)算單元發(fā)出的控制量，以控制量為輸入信號(hào)進(jìn)行分析運(yùn)算，產(chǎn)生各IGBT模塊觸發(fā)用的信號(hào) 。監(jiān)控裝置3臺(tái)，收集每個(gè)IGBT模塊的運(yùn)行信息，能夠?qū)﹂y體故障進(jìn)行判斷，主板核心控制部件核心邏輯部件系列FPGA。同步裝置1臺(tái)，輸出同步信號(hào)給調(diào)節(jié)裝置。站控1臺(tái)，將SVG裝置

8、所有運(yùn)行信息進(jìn)行打包封裝存儲(chǔ)，為操作人員提供直觀的監(jiān)視界面。第16頁，共29頁。 SVG的工作原理及其工作模式 SVG原理示意圖IL可以通過調(diào)節(jié)UI來連續(xù)控制，從而連續(xù)調(diào)節(jié)SVG發(fā)出或吸收的無功。運(yùn)行模式波形和向量圖說明空載運(yùn)行UI=USIL=0容性運(yùn)行UIUSIL為容性電流感性運(yùn)行UIUSIL為感性電流第17頁，共29頁。 SVG 可以等效為幅值和相位均可控制的、與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源，通過交流電抗器連接到電網(wǎng)上。對(duì)于理想的 SVG（無功率損耗），僅改變其輸出電壓的幅值即可調(diào)節(jié)與系統(tǒng)的無功交換：當(dāng)輸出電壓小于系統(tǒng)電壓時(shí)，SVG 工作于“感性”區(qū)，（相當(dāng)于電抗器） ；反之，SVG 工作于“容

9、性”區(qū)，（相當(dāng)于電容器） 。第18頁，共29頁。逆變工作原理圖第19頁，共29頁。 單相逆變工作原理圖 第20頁，共29頁。 基于大功率換流器，以電壓型逆變器為核心，直流側(cè)采用直流電容為儲(chǔ)能元件以提供電壓支撐。在運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電壓、相位和幅值均可調(diào)的三相交流電源。 逆變器正常運(yùn)行依賴于直流側(cè)的電壓支撐，在逆變器接入交流電源時(shí)，由各IGBT反向續(xù)流二極管構(gòu)成整流器， 對(duì)直流電容器充電；正常運(yùn)行后，直流電容器的儲(chǔ)能將會(huì)用來滿足逆變器的內(nèi)部損耗， 電容電壓會(huì)下降，必須不斷的對(duì)電容器充電補(bǔ)能使電壓保持在工作范圍。 通過使逆變器輸出電壓滯后系統(tǒng)電壓一個(gè)很小的角度來實(shí)現(xiàn)， 逆變器從系統(tǒng)吸收少量有功滿足其

10、內(nèi)部損耗， 保持電壓水平。改變逆變器輸出電壓的幅值，達(dá)到發(fā)出或吸收無功的目的。第21頁，共29頁。 SVG的工作模式恒裝置無功模式 該方式用于控制裝置輸出無功，裝置按設(shè)定容量輸出，通過這種方式可以測(cè)量裝置跟蹤無功的準(zhǔn)確性和階躍響應(yīng)速度。恒功率因數(shù)模式 在此模式下可以設(shè)定功率因數(shù)控制點(diǎn)，使控制點(diǎn)的功率因數(shù)控制在設(shè)定的目標(biāo)值或范圍。恒系統(tǒng)無功模式 可精確控制系統(tǒng)無功為設(shè)定的目標(biāo)值。電壓無功綜合控制模式 該模式適用于風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、電網(wǎng)等需要將考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在一定水平的場(chǎng)合。裝置通過調(diào)節(jié)其無功輸出使考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在用戶設(shè)定的電壓目標(biāo)值或范圍內(nèi)。當(dāng)考核點(diǎn)電壓低于用戶設(shè)定的電壓參考時(shí)，裝置輸出容性無功

11、以提升考核點(diǎn)電壓；當(dāng)考核點(diǎn)電壓高于設(shè)定值時(shí)，裝置輸出感性無功以降低考核點(diǎn)電壓。當(dāng)電壓合格時(shí)，又可控功率因數(shù)或系統(tǒng)無功的目標(biāo)或范圍。第22頁，共29頁。 SVG控制系統(tǒng)工作方式 SVG控制系統(tǒng)共有3種工作方式，分別是：“投入”、“自檢”、“退出”。工作方式切換通過SVG控制屏前板所設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)完成。在“投入”模式下，SVG控制系統(tǒng)所有裝置均正常工作，能夠?qū)崿F(xiàn)功率單元的正常觸發(fā)、監(jiān)測(cè)和SOE記錄。在“自檢”模式下，SVG調(diào)節(jié)裝置、SVG同步裝置、SVG監(jiān)控裝置正常工作；SVG觸發(fā)裝置不發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。此模式不對(duì)功率單元進(jìn)行觸發(fā)，主要用于對(duì)鏈節(jié)的上電檢測(cè)和SOE記錄。在“退出”模式下，SVG同步裝置、

12、SVG調(diào)節(jié)裝置正常工作； SVG觸發(fā)裝置停止工作，SVG監(jiān)控裝置只對(duì)鏈節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，但不記錄SOE。第23頁，共29頁。SVG投入運(yùn)行詳細(xì)操作順序1、確認(rèn)SVG隔離開關(guān)在合位，接地刀在分位；2、確認(rèn)控制屏上各裝置運(yùn)行正常，面板指示燈無告警指示， 在站控通訊圖中確認(rèn)所有通訊正常；3、確認(rèn)啟動(dòng)柜內(nèi)旁路接觸器分閘；4、確認(rèn)SVG轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“自檢”狀態(tài)；5、打開啟動(dòng)柜內(nèi)風(fēng)機(jī)6、合SVG斷路器，通過監(jiān)控裝置觀察SVG鏈節(jié)電壓，各相監(jiān)控裝置無告警指示；在“自檢”狀態(tài)下觀察1-2分鐘，若有異常，應(yīng)排除異常后再繼續(xù)進(jìn)行操作，同時(shí)確認(rèn)SVG運(yùn)行方式為進(jìn)線無功模式還是SVG恒輸出模式7、合啟動(dòng)柜內(nèi)旁路接觸器，在“

13、自檢”狀態(tài)下觀察1分鐘，若無異常，則繼續(xù)進(jìn)行下一步操作；若有異常，應(yīng)排除異常后再繼續(xù)進(jìn)行操作。8、將SVG轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“投入”狀態(tài)，觀察調(diào)節(jié)裝置三相直流電壓值，監(jiān)控裝置SVG鏈節(jié)電壓以及有無告警信息出現(xiàn)，一切正常無告警則正常運(yùn)行，否則將SVG轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“自檢”狀態(tài)，分析故障原因，待排除故障后再投入SVG。第24頁，共29頁。SVG退出運(yùn)行操作順序1、將SVG轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“自檢”狀態(tài)；2、斷開SVG斷路器；3、關(guān)閉SVG風(fēng)機(jī)；4、確認(rèn)啟動(dòng)柜內(nèi)旁路接觸器分閘；5、打開SVG隔離開關(guān)、合隔離開關(guān)接地刀第25頁，共29頁。SVG的優(yōu)點(diǎn) SVG英文全稱為Static Var Generator，中文名

14、稱是靜止無功發(fā)生器。 SVG是用于輸配電系統(tǒng)的高性能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)可控同步電源。補(bǔ)償無功可做到連續(xù)平滑雙向調(diào)節(jié)不會(huì)引起系統(tǒng)諧振或諧波電流放大，安全穩(wěn)定性好響應(yīng)時(shí)間短，可有效抑制閃變可提供低電壓穿越所需的快速變化無功運(yùn)行損耗小模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單占地面積小第26頁，共29頁。 SVG維護(hù)注意事項(xiàng)雖然SVG啟動(dòng)柜柜體、功率柜柜體接地處于低電位，但是SVG運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)柜內(nèi)的限流電阻和旁路接觸器、功率柜內(nèi)的各鏈節(jié)均為高電位。因此SVG運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁打開啟動(dòng)柜柜門以及功率柜柜門，避免發(fā)生事故。如需對(duì)啟動(dòng)柜、功率柜內(nèi)的部件進(jìn)行檢修，須斷開SVG上級(jí)斷路器、拉開SVG上級(jí)隔離并將隔離開關(guān)接地后方可對(duì)SVG進(jìn)行檢修。 SVG運(yùn)行時(shí)，由于SVG風(fēng)