10KV供电系统加装动态无功功率补偿

1、目目 录录一、概述.2二、采用静态补偿滤波存在的缺陷 .2三、综合治理方案 .3四、治理效果.5五、H.SVG+显著优势 .5六、H.SVG+与同类产品比较 .6七、H.SVG+与其它类型产品比较 .7八、主要参考标准 .7九、H.SVG+简介 .9十、售后服务.131 1 10KV10KV 供电系统加装动态无功功率补偿供电系统加装动态无功功率补偿技术方案技术方案一、概述一、概述光伏电源项目现场中运行的负荷多为感性负荷，大量存在的感性负荷，不仅造成系统功率因数过低，降低了生产效率，增加企业电能费用支出，还会引起电网电压波动，严重时影响带载设备的安全运行，给企业带来不必要的经济损失。为了提高系统

2、功率因数，改善电能质量，节能降耗，增强系统的安全性和稳定性，需要对供电系统进行无功补偿。项目 10KV 每段母线拟补偿容量 4000kvar，本技术方案根据此次工程高压无功补偿装置技术要求，并结合本公司开发、设计、制造和在新能源、化工、煤矿、港口、造纸、船厂、钢铁、汽车、船舶、石油等行业投运无功补偿装置的工程经验及相关试验测试鉴定结果设计。二、采用静态补偿滤波存在的缺陷二、采用静态补偿滤波存在的缺陷目前国内生产高压电容补偿成套装置的厂家，大部分只能生产真空开关投切的电容补偿装置，而不具备生产适合于冲击性负荷/动态负荷补偿的动态补偿装置的能力。真空开关投切的这种电容补偿装置属于传统的静态补偿装置

3、，可以做成自动补偿装置，但不是动态补偿装置（主流的无功功率补偿装置分类及关系特点见下页表一，其它类型的补偿都不是广泛使用的产品） 。传统的静态补偿装置在对冲击性负荷/动态负荷负荷补偿时存在以下严重问题：产生冲击电流：真空开关投切时间不能控制，开关闭合时有冲击电流，对电网产生冲击，系统电压波形产生缺口，严重时产生过电压和过电流，降低供电质量和干扰弱电设备的正常运行 损坏设备，这不仅没解决电网存在的问题，反而给电网还带来不利影响。机械式开关如果多次动作会引起开关烧毁，降低使用寿命，严重影响了装置自身的正常工作。真空开关投切速度慢：采用真空开关投切电容器，开关动作速度慢，容易造成过补或欠补。真空开关

4、不能频繁投切：重复投切电容器需要较长的放电过程，必须保证几分钟到数十分钟的时间间隔，无功补偿失去控制。对电容器在全压状态下的投切次数直接影响到电容器的使用寿命。电容器频繁投切会加快电容器容值衰减，出现过压击穿，甚至发生爆炸。结论：对于现场的负荷，单纯的采用真空开关投切的静态补偿是无法满足负荷对补偿装置无冲击投切、频繁投切、跟踪补偿的要求的。采用这种静态的补偿装置，必将出现无功欠补或无功倒送，根本不能满足补偿的要求。动态负荷的现场，必须要采用动态的补偿装置。三、综合治理方案三、综合治理方案1、采用、采用 H.SVG+方案优势方案优势为了更好的补偿系统无功，提高电能质量、系统的安全性和稳定性，建议

5、在10KV 母线加装 H.SVG+动态无功及谐波综合补偿装置（以下简称 H.SVG+） ，可以很好的满足用户的需求。H.SVG+是将有源补偿与自动补偿相结合的一种新型补偿方式，其中有源补偿部分为 SVG 结构，无源滤波补偿部分为真空接触器投切补偿电容器组（HVC）结构。SVG 采用半导体电力电子器件来构建整流和逆变电路，可对负荷实现双向补偿和连续调节，补偿容量设计足够时实现功率因数补偿接近为 1。HVC 采用真空接触器自动投切补偿电容器组，主要用来无功补偿的作用。对于本项目来讲采用这种补偿方案的优势在于：（1）现场负荷并非全部是动态负荷，有相当一部分负荷是运行稳定、无功基本保持不变的静态负荷。

6、如果全部采用动态补偿，工程造价较高，增加了用户的投资。如果全部采用静态补偿，价格虽然低廉，但技术性能差，补偿效果又不理想。H.SVG+动静结合，既克服了单纯使用SVG 造价较高的问题，SVG 可感性输出又解决了单纯使用静态的滤波补偿在系统功率因数高时投入产生的过补问题，还提高了整套装置的安全性和可靠性，具有较高的性价比。（2）SVG 有源补偿部分跟踪动态负荷无功变化，具有快速响应、实时调节、连续补偿优点，HVC 主要用补偿系统稳定性无功的作用，同时可以设置成滤波装置，在滤波的同时并能输出部分基波无功为静态负荷提供所需的无功功率。在对负荷进行补偿（滤波）的整个控制过程中，SVG 与 HVC 互相

7、配合，既能保证（滤波）补偿效果提高系统功率因数，又可避免无功过补，从而满足全部负荷的补偿需求，属于一种比较先进的补偿方式。（3）H.SVG+投入运行后系统平均功率因数可以提高到 0.95 以上（设计容量足够的情况下，达到用户功率因数要求） ，变电所减少了对上级电网的无功输出，系统中流动的无功电流减少，由电流造成的线路损耗、变压器损耗、谐波阻抗损耗都相应减少，节能降耗。（4）H.SVG+投入运行后能起到稳定系统电压，抑制电压闪变，改善电能质量。运行可以做到无人值守，电容器运行参数可通过 RS485 通讯接口上传到中央控制室，这也给企业以后信息化发展打下良好基础。 （5）SVG 还可以在不增加硬件

8、电路的情况下，通过更改参数设置，实现滤波功能。在需要的情况下，对其它低次谐波进行治理，进一步提高电能质量。2、补偿容量、补偿容量分组方案分组方案根据用户系统的无功补偿容量设计要求，系统需要补偿无功为 4000kvar。为满足用户对电能质量的要求，达到良好的补偿效果，提高系统功率因数。H.SVG+的容量设计如下：高压 H.SVG 采用 2000kvar，自身实现-2000kvar+2000kvar 连续可调，高压 HVC 采用 2000kvar。两种设备有机结合，扩大动态补偿的范围，同样达到纯有源补偿的效果，降低项目投资。设备型号：H.SVG+-10/4000kvar（2000S+2000H）动

9、态连续补偿范围：-2000kvar+4000kvar数量：1 套各单元配合动作程序如下：系统需要补偿的无功容量（kvar）系统负荷性质H.SVGHVC-20000容性投运运行在感性输出模式退出0+2000感性投运运行在容性输出模式退出+2000+4000感性投运运行在容性输出模式投运单套 H.SVG+设备容量及柜体尺寸详细如下：序号项目型号数量（面）单套尺寸（宽深高mm）1控制柜SVG+-WH11200160026002连接变压器柜DYB-10/112800160026003启动柜QD-121200160026004功率单元柜SVG-GL21200160026005HVC 电容柜HVC-10/

10、20001160016002600合计-1040016002600四、治理效果四、治理效果设计补偿容量足够的情况下，功率因数达到 0.95 以上。稳定系统电压，提高设备使用寿命，降低现有设备的维护成本，电压波动和闪变达到国家标准。增加变压器带载容量，降低网损，高效节能，提高功率因数，减少无功功率在网络中输送所造成的功率损耗。谐波不会引起补偿装置与系统产生谐振，确保补偿装置和系统的安全，补偿装置本身安全可靠工作。装置投入运行后，不会对系统的其它设备产生影响，不会危害电网安全。五、五、H.SVG+显著优势显著优势威瀚公司目前为客户提供的 H.SVG+已经属于成熟产品，主要元件参数配合合理，系列化生

11、产。采用了如下关键技术，保证产品性能及系统安全运行，适用于各种负荷的无功补偿：调节速度快，响应时间小于 10ms。高压 SVG 采用 IGBT 组成的变流器输出无功功率，从采集补偿信号到控制 IGBT触发可以在一个周期内完成，响应时间小于 10ms，这就实现了快速补偿。高压 SVG响应时间小于 10ms，调节速度快，这对于冲击性负荷相比，完全可以满足对补偿的快速要求，解决了机械式开关投切的电容补偿所带来的无功过补或欠补的问题。无功容量连续调节与平滑输出，克服了电容器分组分级投切的缺陷。高压 SVG 通过实时控制电路将负载电流中的无功分量分离出来，运用大容量DSP 芯片，采用 PWM 最新技术控

12、制 IGBT 触发，通过调节三相变流器交流侧输出电压的相位和幅值，迅速吸收（运行在感性模式）或发出（运行在容性模式）所需要的无功电流，实现动态无功功率的平滑、连续补偿。由于变流器交流侧输出电压幅值可以连续调节，从而实现了整套装置输出容量的连续调节。整套装置协调控制，保证快速补偿和全程功率因数接近 1。传统补偿设备一般采用分组分级投切的方式，电容器分组容量及投切容量很难达到与系统无功完全平衡，为避免电容器投入后出现过补，总会有一部分系统无功得不到补偿，这部分未被补偿的无功长期积累造成大量损耗增加，影响用电企业费用支出。高压 SVG 无功容量连续输出与调节，可以对系统无功实现完全补偿，解决了分组分

13、级式补偿装置存在的固有缺陷。双向补偿，既补偿感性负荷，又补偿容性负荷。传统补偿设备采用电容器提供无功功率，只能补偿感性负荷，在系统呈现容性或者是处在容性、感性反复变化的状态，则失去补偿效果。高压 SVG 对于任何感性、容性现场，都可实现有效补偿，使用该产品可使系统的功率因数始终保持接近为 1，节能和谐波抑制效果显著。六、六、H.SVG+与同类产品比较与同类产品比较H.SVG+变流器功率单元采用三电平结构，与其它厂家 SVG 采用的串联链式结构相比，具有如下优点：通过降压变压器接入系统，SVG 与高压隔离可靠性高；波形具有更好的谐波频谱；开关器件承受的电压应力只有直流电压的 1/2，无需均压。更

14、详细的比较如下：序号项目威瀚公司：SVG 动态无功功率发生电源其它厂家：SVG 动态无功功率发生电源1产品型号Static：静止型Var：无功Generator：发生器静止同步补偿器（STATCOM）或静止调相器（STATCON)2与系统连接方式通过降压变压器接入电网通过连接电抗器接入电网3主要组成变压器+功率单元+控制柜+启动柜电抗器+功率单元+控制柜+开关柜4功率单元结构三电平串联链式5是否均压开关器件承受的电压低不需要 IGBT 串并联，无需均压SVG 直接接入高压系统，开关器件承受的电压高用的 IGBT 数目多，需要 IGBT 串并联，对器件串联的动态均压要求较高6控制简单IGBT 开

15、关器件数目多，控制复杂7开关器件要求对器件要求较低触发的同时性要求严格，对器件参数要求较高8可靠性通过降压变压器接入电网，SVG 与高压隔离，可靠性高通过连接电抗器接入电网，IGBT 开关器件直接承受高电压，可靠性低9安全性安全性好对开关器件参数要求苛刻，故障点多，较之经变压器降压的三电平功率结构安全性要差10建议采用三电平结构 SVG，高可靠性、高安全性，保证设备长期正常使用。七、七、H.SVG+与其它类型产品比较与其它类型产品比较产品型号H.SVG+TSCTCR+FCMCR+FCH.SVG控制范围容性、感性容性、感性容性容性、感性容性、感性容性、感性容性、感性连续调节特性连续连续分组连续连

16、续连续连续响应时间快快快快快快快设备自身功耗小小小大大中等中等谐波发生量无无无大大无无噪音小小无中等大小小对电压变化、附在波动适应能力强强一般一般一般强强对谐波和频率变化的敏感度中等中等敏感敏感敏感不敏感不敏感无功配置容量额定容量额定容量额定容量2 倍额定容量2 倍额定容量额定容量额定容量占地面积中等中等中等大较大中等中等说明：从以上对比表中可以清楚看出，说明：从以上对比表中可以清楚看出，H.SVG+与与 H.SVG 实现的技术功能是一样的，实现的技术功能是一样的，既经济实惠，安全可靠；又可以保证系统功率因数目的值，减少自身损耗。是用户的既经济实惠，安全可靠；又可以保证系统功率因数目的值，减少

17、自身损耗。是用户的首选方案。首选方案。八、主要参考标准八、主要参考标准GB/T14549-93 电能质量 公用电网谐波DL/T672-1999变电所电压无功调节控制装置订货技术条件GB11920-89 电站电气部分集中控制装置通用技术条件GB 1207-1997电压互感器GB 10229 电抗器 GB7328变压器和电抗器的声级测量 SD 325-89电力系统电压和无功电力技术导则 GB311.2311.6-83 高电压试验技术 。 GB5316串联电抗器 GB1985-89交流高压隔离开关和接地开关 DL/T620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 GB/T 11032-2000交流无间隙

18、金属氧化物避雷器 GB/T 11024.1-2001放电器 GB2900 电工名词术语 GB3ll.16 高压输变电设备的绝缘配合 GB3ll.7 高压输变电设备的绝缘配合使用导则 GB 5582 高压电力设备外绝缘污秽等级 GB11022 高压开关设备通用技术条件 GB1985 交流高压隔离开关和接地开关 GB 2536 变压器油 GB5273 变压器、高压电器和套管的接线端子 GB775 绝缘子试验方法 GB/T4109 高压套管技术条件 GB 1094 电力变压器 GB/T6451-1999 三相油浸式电力变压器技术参数和要求 JB/T10088-1999 6220kV 级变压器声级 D

19、L/T574-1995 有载分接开关运行维护导则 GB/T13499-1992 电力变压器应用导则 G/T 12325-2003 电能质量 供电电压允许偏差 GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 GB/T14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程 GB50217-2007 电力工程电缆设计规范 GB4856 (IEC255) 电气继电器的绝缘试验 JB/ZQ400.1 86产品检验通用技术要求相关中国国家标准九、九、H.SVG+简介简介1、高压、高压 SVG

20、动态无功功率发生电源动态无功功率发生电源1.1、SVG 概述高压 SVG 是一种用于电气系统动态无功功率补偿领域，突破无功补偿传统理念的新型补偿产品。该产品采用半导体电力电子器件来搭建整流和逆变电路，可对负荷实现双向补偿和连续调节。高压 SVG 取消电容器，不用电容器来产生无功功率，避免了开关投切电容的弊端和不足，是无功补偿领域的更新换代产品。高压 SVG 响应速度快，功耗和发热量小，可广泛适用各种负荷状况，起到稳定系统电压，增加变压器带载能力，抑制系统谐波的作用。如：因大量使用感应电动机，负荷冲击波动非常大，造成系统功率因数偏低。高压 SVG 能自动跟踪负荷变化，平滑无级输出与负荷的无功电流

21、大小相等、方向相反的容性无功电流，使系统的功率因数始终接近为 1；另外，对于负载呈现容性或者是处在容性，感性反复变化的状态的现场，传统的无功功率补偿器无法达到补偿效果，使用该产品可使系统的功率因数始终保持接近为 1，节能和谐波抑制效果显著。1.2、设备特点任选工作模式可以补偿系统的感性或容性无功，实现双向补偿，在补偿容量不超过高压 SVG 额定容量下，可考虑高压 SVG 承担谐波滤波功能。长时间安全运行采用进口高品质 IGBT、DSP 并具有完善的保护功能。操作简单采用大屏幕彩色触摸屏、中文菜单式操作、人机界面良好、可远程通讯。1.3、工作原理高压 SVG 是一种新型可连续调节的双向补偿电源，

22、其基本结构是由 IGBT 管组成的三相并联变流器经连接变压器接入电网。系统电流通过电流互感器被采集到高压SVG 控制系统中，通过实时控制电路将负载电流中的无功分量分离出来，运用大容量DSP 芯片，采用 PWM 最新技术控制 IGBT 触发，通过调节三相变流器交流侧输出电压的相位和幅值，迅速吸收（运行在感性模式）或发出（运行在容性模式）所需要的无功电流，实现动态无功功率的平滑、连续补偿。图图 1、高压、高压 SVG 一次系统图一次系统图1.4、技术特征采用高压连接变压器把系统电压降到适合功率单元工作的电压等级上，通过变连接压器把无功送入电网，高压 SVG 结构是基于三电平逆变桥的并联结构模式。采

23、用大功率的 IGBT 管组成三相逆变桥，可动态双向连续调节无功功率，可补偿感性无功，又可补偿容性无功。可实现功率因数全程接近为 1。高压 SVG 调节速度快，适合于电网频繁波动的场合。自身功耗低，发热量小，节能效果明显。取消了传统的无功补偿装置中的补偿电容器，克服了传统补偿器易与系统发生谐振的缺点。输出无功电流是标准的正弦波，不产生谐波，在系统谐波电流较大环境下，高压 SVG 仍可正常运行。保护措施齐全、具有过流、过压、欠压、过热，电子元器件监测等多重保护。配电变压器采样电流互感器高压公共母线采样电压互感器连接变压器负载SVG 控制系统保护系统SVG 功率单元采用大容量，高清晰的人机界面彩色触

24、摸屏，可显示和记录系统运行参数；菜单中文显示，图文并茂，显示界面能触摸设定，人机对话。可实时显示装置运行参数和历史事件记录。通过 RS485 接口、RS232 接口或其他通讯方式，可与上位机进行通讯。1.5、技术参数产品型号：SVG一次电压：10KV二次电压：1KV电源频率：50Hz响应时间：10ms有功功率损耗：1%噪声：小于 65 分贝冷却方式：热管散热保护功能：过压、欠压、过流、限流、温升、IGBT 等各种保护控制器：可测量、显示和记录电网参数值；人机接口采用液晶+键盘的方式；具有上电自启动、上电自检、复归及过电压、低电压、防投切振荡等功能，提供计算机接口 RS485、RS232 接口或

25、其他通讯方式。1.6、功能及配置设备采用进口 IGBT，德国西门康品牌，主电路采用 PWM 控制变流器经连接变压器并联在电网上。实时跟踪补偿负荷侧的谐波电流，响应时间小于 10ms。模块化结构，便于安装和维护，多台高压 SVG 可以同时并联使用。能在外部故障或停电时自动退出，送电后自动恢复运行。控制器可实现全数字用户设置，采用大容量，高清晰的人机界面彩色触摸屏，掉电数据不丢失，电压、电流、谐波、功率因数功率实时显示，具有串行通讯功能，可实现联网群控。控制器工作原理（采样、处理和控制）先进、合理，长期自动化运行稳定可靠。主电路保护措施完备，损耗低，安全性能好。柜内元器件安装排列整齐，布线规范有序

26、，标识清楚。框架和外壳具有足够的强度和刚度，应能承受所安装元件及短路时所产生的动、热稳定。不因成套设备的吊装、运输等情况而影响设备的性能；保证柜形及颜色与其它低压柜协调一致。1.7、应用场合该产品适用于供电系统中由于大范围、频繁波动负载造成局部电压波动幅度较大，影响电气设备正常运行的场合；对调压和动态无功补偿有较高要求的用电部门。可广泛应用于机械制造、冶金、铁道、煤矿、化工、油田等大范围频繁波动性负荷相对集中的大中型工业企业，尤其对焊机、轧钢机等冲击性负荷具有良好的补偿效果。2、高压、高压 HVC 自动无功功率补偿装置自动无功功率补偿装置2.1、HVC 概述高压 HVC 自动无功功率补偿装置（以下简称高压 HVC）由高压真空开关、高压电容器组、电抗器、避雷器和一些附属设备组成，有高可靠性的控制器按照模糊控制策略进行电压无功综合控制。电容器组由高压真空开关来投切。当控制器检测到的无功电流值超过整定值时，控制器根据需投电容器组的级数，给出控制信号，自动投入高压真空开关，将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号将高压真空开关断开，电容器组退出工作。以上工作状态完全自动进行。节能效果明显，功率因数提高显著，是无功补偿领域的更新