HDWY-SVG型高壓靜止無功補(bǔ)償裝置
發(fā)布時(shí)間：2016/12/12 9:24:27 瀏覽數(shù)：11640
一、概述
HDWY-SVG型靜止無功補(bǔ)償裝置，又稱高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償發(fā)生裝置，或靜止同步補(bǔ)償器。是指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置。HDWY-SVG是目前無功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)相機(jī)、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器MCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，HDWY-SVG有著無可比擬的優(yōu)勢。
二、工作原理
產(chǎn)品的基本原理是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件（如IGBT）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)卣{(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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?nbsp;
采用基于瞬時(shí)無功功率理論的無功電流檢測方式，逆變主電路采用IGBT組成的H橋功率單元級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并輔助以小容量儲(chǔ)能元件。它由幾個(gè)電平臺(tái)階合成階梯波以逼近正弦輸出電壓，這種逆變器由于輸出電壓電平數(shù)的增加，使得輸出波形具有更好的諧波頻譜，并且每個(gè)開關(guān)器件所承受的電壓應(yīng)力較小，不需要均壓電路，可避免大dv/dt所導(dǎo)致的各種問題。因此這種逆變器可稱為“完美無諧波”變流器。
三、主要功能
◆ 提高線路輸電穩(wěn)定性
在長距離輸電線路上安裝HDWY-SVG裝置，不但可以在正常運(yùn)行狀態(tài)下補(bǔ)償線路的無功損耗，抬高線路電壓，提高有效輸電容量，而且可以在系統(tǒng)故障情況下提供及時(shí)的無功調(diào)節(jié)，阻尼系統(tǒng)振蕩，提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性。
◆ 維持受電端電壓，加強(qiáng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性
對(duì)于負(fù)荷中心而言，由于負(fù)載容量大，又沒有大型的無功電源支撐，因此容易造成電網(wǎng)電壓偏低甚至發(fā)生電壓崩潰的穩(wěn)定事故。而HDWY-SVG裝置具有快速的無功功率調(diào)節(jié)能力，可以維持負(fù)荷側(cè)電壓，提高負(fù)荷側(cè)供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。
◆ 補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率，提高功率因數(shù)，降低線損，節(jié)能降耗
電力系統(tǒng)中的大量負(fù)荷，如異步電動(dòng)機(jī)、電弧爐、軋機(jī)以及大容量的整流設(shè)備等，在運(yùn)行中需要大量的無功；同時(shí)，輸配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓器、線路阻抗等也會(huì)消耗一定的無功，導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)降低。對(duì)電力系統(tǒng)而言，負(fù)荷的低功率因數(shù)會(huì)增加供電線路的能量損耗和電壓降落，降低了電壓質(zhì)量。同時(shí)，無功過低也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電、輸電、供電設(shè)備的利用率降低；對(duì)于電力用戶而言，低功率因數(shù)會(huì)增加電費(fèi)支出，加大生產(chǎn)成本。
◆ 抑制電壓波動(dòng)和閃變
電壓波動(dòng)和閃變主要是負(fù)荷的急劇變化引起的，負(fù)荷的急劇變化會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷電流產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的劇烈波動(dòng)，劇烈波動(dòng)的電流使系統(tǒng)電壓損耗快速變化，從而引起受電端電網(wǎng)電壓閃變，引起電壓閃變的典型負(fù)荷有電弧爐、軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等。
本裝置能夠快速地提供變化的無功電流，以補(bǔ)償負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)和閃變現(xiàn)象。
目前，抑制電壓波動(dòng)和閃變的最佳方案是采用HDWY-SVG型靜止無功補(bǔ)償裝置。
◆ 抑制三相不平衡
配電網(wǎng)中存在著大量的三相不平衡負(fù)載，典型的如電力機(jī)車牽引負(fù)荷和交流電弧爐等。同時(shí)，線路、變壓器等輸配電設(shè)備三相阻抗的不平衡也會(huì)導(dǎo)致電壓不平衡問題的產(chǎn)生。
本裝置能夠快速地補(bǔ)償由于負(fù)載不平衡所產(chǎn)生的負(fù)序電流，始終保證流入電網(wǎng)的三相電流平衡，大大提高供用電的電能質(zhì)量。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
本公司研制的HDWY-SVG裝置廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、煤炭、電氣化鐵路、風(fēng)電廠以及其他具有或者靠近沖擊性負(fù)荷和大容量電動(dòng)機(jī)的工業(yè)領(lǐng)域，可以在節(jié)能降耗、提高電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性、提高電網(wǎng)功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量等方面發(fā)揮重要作用。
1．遠(yuǎn)距離輸電
◆ 穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓
◆ 減少傳輸損耗
◆ 增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率
◆ 提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限
◆ 增加小干擾下的阻尼
◆ 增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性
◆ 緩沖功率振蕩
2．城市二級(jí)變電站
在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級(jí)投切電容器組的方式來補(bǔ)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(fù)載的變化而實(shí)現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保證母線功率因數(shù)的同時(shí)，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。HDWY-SVG裝置可以快速精確地進(jìn)行容性及感性無功補(bǔ)償，使HDWY-SVG裝置在穩(wěn)定母線電壓，提高功率因數(shù)的同時(shí)徹底方便地解決了無功倒送問題。并且，安裝新的HDWY-SVG裝置系統(tǒng)時(shí)，可以充分利用原有的固定電容器組部分，用最少的投資取得
最佳的效果，成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效的方法。
3．電弧爐
電弧爐做為非線性及無規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng)，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響，其中主要是：
◆功率因數(shù)低
◆存在嚴(yán)重能夠的電壓閃變
◆導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流
◆產(chǎn)生高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存
的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化
4．軋機(jī)
軋機(jī)及其他工業(yè)對(duì)稱負(fù)載在工作中所產(chǎn)生的無功沖擊會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成如下影響
◆使功率因數(shù)降低
◆引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率
◆負(fù)載的傳動(dòng)裝置中會(huì)產(chǎn)生有害高次諧波，主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生嚴(yán)重畸變
安裝本裝置系統(tǒng)可以完美地解決上述問題，保持母線電壓平穩(wěn)，無諧波干擾
5．電力機(jī)車供電
電力機(jī)車運(yùn)輸方式在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重“污染”，因電力機(jī)車為單相供電，這種單相負(fù)荷就造成了供電網(wǎng)的嚴(yán)重三相不平衡及較低的功率因數(shù)，并產(chǎn)生負(fù)序電流。
目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝HDWY-SVG裝置，通過HDWY-SVG裝置的分相快速補(bǔ)償功能來平衡三相電網(wǎng)，并提高功率因數(shù)。HDWY-SVG裝置以其優(yōu)異的性能價(jià)格比不僅從技術(shù)上而且從經(jīng)濟(jì)上完美地解決了這一問題。
五、技術(shù)優(yōu)勢
該裝置是目前最為先進(jìn)的無功補(bǔ)償裝置，基于電壓源型逆變器的補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)無功能量的變換。從技術(shù)上講，HDWY-SVG裝置較傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢：
1.響應(yīng)速度更快
HDWY-SVG裝置響應(yīng)時(shí)間：≤5ms。
傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置響應(yīng)時(shí)間： ≥20ms。
HDWY-SVG裝置可在極短的時(shí)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(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。
2.電壓閃變抑制能力更強(qiáng)
SVC對(duì)電壓閃變的抑制最大可達(dá)2：1，HDWY-SVG裝置對(duì)電壓閃變的抑制可以達(dá)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(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加。而HDWY-SVG裝置由于響應(yīng)速度極快，裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。
3.運(yùn)行范圍更寬
該裝置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(yùn)行范圍寬很多。更重要的是，在系統(tǒng)電壓變低時(shí)，本裝置還能夠輸出與額定工況相近的無功電流。
4.補(bǔ)償功能多樣化
該裝置不僅具有快速補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率的目的，還能夠根據(jù)用戶實(shí)際需要，對(duì)負(fù)荷諧波電流、負(fù)序電流等電能質(zhì)量問題進(jìn)行綜合補(bǔ)償。
5.諧波含量低
本裝置采用了載波移相PWM技術(shù)和功率單元級(jí)聯(lián)多電平技術(shù)，自身產(chǎn)生的諧波含量極低，裝置輸出側(cè)無需濾波器。
6.占地面積小
由于無需高壓大容量的電容器和電抗器做儲(chǔ)能元件，HDWY-SVG裝置的占地面積通常只有相同容量SVC的50%。
六、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
HDWY-SVG裝置主要由輸入開關(guān)柜、變壓器柜、功率柜、控制柜等組成。
1.輸入變壓器
◆ 將電網(wǎng)電壓變?yōu)檫m合功率單元工作的電壓，35KV以下電壓的裝置可直掛電網(wǎng)，不安裝輸入變壓器。
◆ 實(shí)現(xiàn)高壓與低壓的電氣隔離，各功率單元之間相對(duì)獨(dú)立，所以可以較容易地引入軟開關(guān)控制，直流側(cè)的均壓比較容易實(shí)現(xiàn)，增加系統(tǒng)可靠性。
2.功率單元
◆裝置的核心主電路，用以實(shí)現(xiàn)功率變換。
◆ 模塊化設(shè)計(jì)，功率單元的結(jié)構(gòu)和電氣性能完全一致，單元可以互換。
3.輸出電抗器
◆ 用于將裝置與電網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)能量的緩沖。
◆ 減少裝置輸出電流中的開關(guān)紋波，降低共模干擾。
4.控制柜
◆ 柜式結(jié)構(gòu)，用于對(duì)裝置及其輔助設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。
◆ 實(shí)現(xiàn)裝置與上位機(jī)及控制中心的通訊。
5.全數(shù)字化控制系統(tǒng)
◆ 實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤與補(bǔ)償。
◆ 控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。
七、產(chǎn)品特點(diǎn)
該裝置以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足用戶對(duì)提高配電電網(wǎng)的功率因數(shù)的迫切需要。該裝置采用新型IGBT功率器件，全數(shù)字化微機(jī)控制，具有以下特點(diǎn)：
1.安裝、設(shè)定、調(diào)試簡便
2.實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)
3.采用光纖觸發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的電氣隔離，解決干擾問題，做到了高可靠性和控制性
4.主電路采用IGBT組成的H橋功率單元級(jí)聯(lián)作逆變主電路的結(jié)構(gòu)形式，輸出由階梯正弦PWM波形疊加而成，波形正弦度好
5.功率電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡單，互換性好
6.動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間快
7.實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電流的變化，對(duì)電網(wǎng)無功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無級(jí)補(bǔ)償
8.投切時(shí)無暫態(tài)沖擊，無合閘涌流，無電弧重燃，無需放電即可再投
9.保護(hù)功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、過熱等保護(hù)，運(yùn)行可靠性高
10.維護(hù)量小，運(yùn)行成本低
11.控制器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，人機(jī)界面友好顯示，并且具有聯(lián)網(wǎng)通訊功能
12.控制器具有高可靠性，而且操作簡單，與系統(tǒng)連接時(shí)，不需要考慮交流系統(tǒng)相序，補(bǔ)償裝置保護(hù)措施齊全
13.裝置電路參數(shù)精心設(shè)計(jì)，發(fā)熱量小，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小
八、技術(shù)參數(shù)
1. 額度電壓：6Kv，10kV，35KV
2.安裝地點(diǎn)：戶內(nèi)或戶外（戶外安裝在集裝箱內(nèi)）
3.環(huán)境溫度：-20～40℃
4.海拔高度：1000m及以下（高海拔需要特殊定制）
型號(hào)說明：HDWY-SVG/±4000-10 其中±4000指的是可調(diào)節(jié)容量為感性到容性4000kvar，10指的是系統(tǒng)電壓。
