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      無功補償介紹
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      時間 : 2021-01-11 09:00 瀏覽量 : 42

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         在電力系統中,經常會碰到無功補償系統,簡稱SVG。該系統由一些電力電子設備組成,主要對電網系統起到無功補償的作用,下面的簡單對這類設備做一個簡單介紹

      一、SVG的效果

         SVG是典型的電力電子設備,由三個基本功能模塊構成:檢測模塊、操控運算模塊及補償輸出模塊。其作業原理為由外部CT檢測體系的電流信息,然后經由操控芯片分析出當前的電流信息、如PF、S、Q等;然后由操控器給出補償的驅動信號,最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路宣布補償電流。

         SVG停止無功發生器選用可關斷電力電子器件(IGBT)組成自換相橋式電路,經過電抗器并聯在電網上,適當地調理橋式電路溝通側輸出電壓的幅值和相位,或許直接操控其溝通側電流。迅速吸收或許宣布所需的無功功率,完結快速動態調理無功的意圖。作為有源形補償設備,不只能夠跟蹤沖擊型負載的沖擊電流,而且能夠對諧波電流也進行跟蹤補償。

      二、SVG與SVC的差異

         SVG是英文StaticVarGenerator的縮寫,意思是停止無功發生器;SVC是英文StaticVarCompensator的縮寫,是無功補償器的意思

      (1)SVG

         它可分為電壓型和電流型兩種,其既可供給滯后的無功功率,又可供給超前的無功功率。簡略地說,SVG的基本原理就是將自換相橋式電路經過電抗器或許直接并聯在電網上,適當調理橋式電路溝通側輸出電壓的相位和幅值,或許直接操控其溝通側電流,就能夠使該電路吸收或許宣布滿足要求的無功電流,完結功率無功補償的意圖。

      (2)SVC

         它是用于無功補償典型的電力電子設備,它是運用晶閘管作為固態開關來操控接入體系的電抗器和電容器的容量,然后改動輸電體系的導納。按操控目標和操控方式不同,分為晶閘管操控電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(FC)配合運用的停止無功補償設備(FC+TCR)和TCR與機械投切電容器(MSC)配合運用的設備。

         點評:SVG是調全體系電壓的主要設備,個人認為其中心為自換向橋式電路,經過IGBT(風機中均依照有該元件)操控完結自換相橋式電路的電流的改變,而自換相橋式電路一般有多個功率單元(現在暫還不清楚)串聯安排,構成一個星形接線,宣布補償電流進而調整母線電壓。

      三、SVG與SVC比照之長處

         STATCOM與同步調相機、SVC設備比較具有如下長處:

         1)選用數字操控技能,體系可靠性高,基本不需求保護,能夠節省很多的保護費用;

         2)在提高體系的暫態穩定性、阻尼體系震動等方面的功能大大優于傳統的同步調相機;

         3)操控靈敏、調理速度更快、調理速度廣,在理性和容性運轉工況下均可連續快速調理,呼應速度可達毫秒級;

         4)停止運轉、安全穩定,沒有調相機那樣的大型轉動設備,無磨損,無機械噪聲,將大大提高設備壽命,改善環境影響;

         5)對電容器的容量要求不高,能夠省去常規設備中的大電感和大電容及巨大的切換機構,使STATCOM的體積小、損耗低;

         6)銜接電抗小。STATCOM接入電網的銜接電抗,效果是濾除電流中存在的較高次諧波,另外起到將變流器與電網銜接起來的效果,因此其電感量遠小于補償容量相同的TCR等SVC設備所需的電感量

         7)STATCOM輸出電流不依賴于電壓,表現為恒流源特性,具有更寬的運轉范圍。而SVC本質是阻抗型補償,輸出電流和電壓成線性關系。因此體系電壓變低時,同容量STATCOM能夠比SVC供給更大的補償容量

         8)STATCOM比SVC具有更快的呼應速度,因而更適合按捺電壓閃變。STATCOM呼應時間在10ms以內,而SVC呼應時間一般在20~40ms。STATCOM從額外容性無功功率變為額外理性無功功率(或相反)可在1ms之內完結,這種呼應速度完全能夠勝任對沖擊性負荷的補償;

         9)STATCOM的橋式電路選用多重化技能、多電平技能或PWM技能來消除次數較低的諧波,并使如7、11等較高次數諧波減小到能夠接受的程度。而SVC本身要發生一定量的諧波,如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大,占基波值的5%~8%;其他如SR,TCT等也發生3、5、7、11等次的高次諧波,這給SVC體系的濾波器規劃帶來許多困難;

         10)在故障條件下,STATCOM比SVC具有更好的操控穩定性。SVC運用了很多電容器電抗器,當外部體系容量與補償設備的容量可比時,SVC會發生不穩定性。STATCOM對外部體系運轉條件和結構改變不靈敏;

         11)STATCOM比同容量SVC占地面積小、成本低。STATCOM因為運用直流電容器儲能,能夠減小電容器體積,且不需求并聯電抗器即能夠操控無功功率平滑改變,因此裝置尺寸大大減小;

         12)STATCOM能夠在一定范圍內供給有功功率,削減有功功率沖擊。SVC只能供給無功功率,不具有供給有功功率的功能。

         SVG與SVC無功補償設備的比照分析

         與SVC相比,SVG在以下幾方面優于SVC:

      一、作業原理不同

         (1)SVC能夠被看成是一個動態的無功源。依據接入電網的需求,它能夠向電網供給容性無功,也能夠吸收電網剩余的理性無功,把電容器組一般是以濾波器組接入電網,就能夠向電網供給無功,當電網并不需求太多的無功時,這些剩余的容性無功,就由一個并聯的電抗器來吸收。電抗器電流是由一個可控硅閥組操控,借助于對可控硅觸發相角的調整,就能夠改動流過電抗器的電流有效值,然后保證SVC在電網接入點的無功量正好能將該點電壓穩定在規則范圍內,起到電網無功補償的效果。

         (2)SVG以大功率電壓型逆變器為中心,經過調理逆變器輸出電壓的幅值和相位,或許直接操控溝通側電流的幅值和相位,迅速吸收或宣布所需的無功功率,完結快速動態調理無功功率的意圖。

      二、呼應速度快

         一般SVC的呼應速速是20—40ms;而SVG的呼應速度不大于5ms,能更好的按捺電壓動搖和閃變,在相同的補償容量下,SVG對電壓動搖和閃變的補償效果最好。

      三、低電壓特性好

         SVG具有電流源的特性,輸出容量受母線電壓的影響很小。這一長處使SVG用于電壓操控時具有很大的優勢,體系電壓越低,越需求動態無功調理電壓,SVG的低電壓特性好,輸出的無功電流與體系電壓沒有關系,能夠看作是一個可控穩定的電流源,體系電壓下降時,仍能輸出額外無功電流,具有很強的過載才能;而SVC是阻抗型特性,輸出容量受母線電壓的影響很大,體系電壓越低,輸出無功電流的才能成比例下降,不具有過載才能。因此SVG的無功補償才能與體系電壓無關,而SVC的無功補償才能隨體系電壓的下降線性下降。

      四、運轉安全功能提高

         SVC以可控硅調理電抗加多組電容作為無功補償的主要手段,極容易發生諧振擴大現象,導致安全事故,體系電壓動搖大時,補償效果受很大影響,運轉損耗大;SVG配套電容器不需求設置濾波器組,不存在諧振擴大現象,SVG是有源型補償設備,是選用可關斷器件IGBT構成的電流源設備,然后避免了諧振現象,運轉安全功能大大提高。

      五、諧波特性

         SVC運用可控硅操控電抗器的等效基波阻抗,不只受到體系諧波影響大,而且本身會發生很多的諧波,必須配套選用濾波器組,濾除SVC本身發生的諧波含量;SVG選用三電平單相橋技能,單相可輸出5電平電壓波形,選用載波移相的脈沖調制方法,不只受體系諧波影響小,還能夠按捺體系的諧波。與SVC相比,SVG選用多重化、多電平或脈寬調理技能等辦法后,大大削減了補償電流中的諧波含量。

      六、占地面積小

         在相同的補償容量下,SVG的占地面積比SVC的削減1/2到2/3。 因為SVG運用的電抗器和電容器比SVC少,因此大大縮小了設備的體積和占地面積;SVC中的電抗器不只本身體積比較大,而且考慮到相互間的裝置距離,全體占地面積較大。

         綜上所述,SVG無功補償設備因為呼應速度快、諧波含量少、無功調理才能強等長處,能夠大大改善電網的電能質量,現在已成為無功補償技能的發展方向。在眾多的微機保護產品中,也有針對與對于SVG的保護。一般安裝在高壓開關柜上,當出現故障時,直接跳開高壓開關柜。

      文章來自電力微機保護網


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