SVG动态无功补偿装置主要性能及技术要求李芹

SVG动态无功补偿装置主要性能及技术要求李芹摘要：SVG（StaticVarGenerator）称为"静止无功发生器〃，它基于瞬时无功功率的概念和补偿原理，以大功率可关断电力电子器件组成的逆变器为核心，相应的自动控制和保护系统等组成的成套装置，通过实时的数据釆集、计算和控制，动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化悄况动态调节无功输出，可以实现负荷的连续调节，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。关键词：变压器；系统监控；额定容量；保护；电压每套SVG成套装置主要由降压变压器、控制系统、功率单元等组成；SVG成套装置应满足无功功率补偿、电压调节、功率因数及谐波治理等的技术要求。SVG装置以母线无功功率及母线电压作为控制口标，通过实时的数据采集、计算和控制，动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化情况动态调节无功输出，可以实现负荷的连续调节，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。SVG装置主要包括以下儿部分：（1）降压变圧器：（2）SVG功率柜；（3）SVG控制柜（含SVG控制保护系统），（4）SVG充电柜（含充电回路等），（5）其他辅助设备（包含电缆等）。整体技术要求成套装置应满足无功功率、电压调节、功率因数及谐波治理等的技术要求，并要求达到以下技术指标：（1）输入电压：三相35kV,允许波动45%〜+10%o控制电压波动范围：＜±2%, （2）额定频率：50Hz； （3）整体系统损耗：＜2%； （4）系统响应时间:＜10ms,投标人提供具体参数；（5）噪声（风扇运行时）：＜70dB； （6）过载能力：动态无功补偿装置应具有短时过载能力，过载无功补偿容量为成套装置总容量的15%： （7）系统监控：系统运行数字记录，多输入，报警及警告信号；（8）冷却方式：热管自冷，具备强制风冷措施。投标人应提供详细通风冷却方案供招标人确认；（9）调节方式：无级调节，感性、容性连续可调。主要性能要求（1） 功率因数补偿SVG投入补偿后，110RV进线点（电力部门计量点）的实时功率因数值不小于0.95（滞后、无过补）。（2） 谐波要求在补偿容量范围内，注入系统的谐波电流和35kV母线电压总谐波畸变率应满足国家标准《电能质量、公用电网谐波》GB/T14549-1993的要求。滤波器应有效滤除13次以下谐波，同时不应与系统参数发生谐振。（3） 电压波动和闪变在补偿容量范用内，35kV母线电压的电压闪变和波动满足国家标准＜＜电能质量、电压波动和闪变»GB/T12326-2008o主要功能单元技术要求主要技术参数（1） SVG主要参数如下：额定频率：50Hz;额定容量额定电压:6Kv;额定电流:289A：冷却方式：强迫风冷；平均损耗08%：谐波特性:＜3%IN；响应速度:不大于5mso（2） 容量调节范围：实现3Mvar（感性）〜-3Mvar（容性）无功功率连续可调，并具有15%的短时过载能力。（3） IGBT安装在自然冷却的散热器上，散热器应具有良好的散热特性，散热片表面应进行防腐处理。（4） SVG使用的IGBT器件的选用额定电压1700V,额定电流600A器件，有足够的安全余量。SVG模块采用无感母排技术，大幅减少了回路杂散电感，从而最大限度的降低IGBT器件过压，同时设置过压吸收电容，有效解决IGBT关断过电压问题。SVG采用进口〃瑞士Concept"公司专用1700VIGBT器件专用驱动器，以确保IGBT器件及整个SVG系统的可靠性。（5） 每个单元均应串有快速熔断器进行保护，快速熔断器熔丝熔断时，熔断器应能向数据采集装置发出故障信号，用于报警或跳闸，并在当地显示报警熔断器所在回路编号。当一个IGBT支路熔丝熔断时，能发出报警信号，当熔断器熔丝超出一个熔断时，发出跳闸信号。（6） 快速熔断器应采用IGBT供货单位的专用高品质熔断器。（7） 功率柜采用IGBT器件开关频率为850Hz,等效频率6800HZ,元件有足够的电压、电流裕量和良好的dv/dt,di/dt特性。SVG系统为级联型SVG,10kV冗余型SVG每相山12个功率单元组成，可满足“N『运行。SVG控制系统为全数字化控制，全光纤传输，保证由足够的抗干扰能力。（8） 功率单元能在各种稳态和暂态条件下正常运行。（9） 控制系统为全数字化控制，全光纤传输，有足够的抗干扰能力，避免任何由于控制系统误操作，或由于现场电磁干扰而产生的误通。（10） SVG机组结构采用层式布置，整机设置了独立的风道进行系统冷却，釆用无感母排技术最大限度的减少了回路杂散电感。SVG模块釆用系列化功率模块，该系列模块釆用无感母排设讣，真正消除了杂散电感，且釆用抽屉式布置，在保证了设备的可靠运行的前提条件便于日常巡检观察儿维护。（11） 监控系统能监测并实时显示每只链节的运行状态，能指示故障位置并报警。如果故障链节超过了冗余模块数量，则SVG自动切除。SVG有完善、人性化的监控系统，能实时显示每个功率单元的的状态，能显示故障发生位置，能作出报警、跳闸指令等措施o（12） SVG中的每个IGBT元件应有过电压、过电流、短路、丢脉冲和触发异常等多种保护扌昔施o（a） 超温保护：IGBT工作的环境温度越高，允许的安全工作电流则越低，特别是当IGBT结温超过85°C时,IGBT允许的导通电流低于其额定电流，当IGBT工作结温超过30°C时，允许流过IGBT的电流随结温的升高明显降低。一般设置当检测功率单元散热器温度超过85°C时，温度继电器动作，控制系统将对本功率单元实施停机保护。（b） 直流电压保护：高压级联型SVG功率单元工作时，直流支撑电容也在不断的充放电，充电时电压将升高。功率单元选择的IGBT元件额定电压为1700V,IGBT本身在关断时会形成一定的过电压，当过电压加上直流电压超过1700V时，IGBT有损坏的危险。因此，不允许直流电压过高。通过电压釆样电路对直流电压进行检测，当检测电压值超过设定值时，控制系统将对功率单元实施保护,IGBT在关断瞬间过电压为110V左右，如果功率单元正常工作时直流电压为930V,那么加在IGBT两端的最大电压为1040V,在IGBT安全工作电压范圉内。（c） 触发脉冲保护：这一保护对功率单元的可黑运行至关重要，保护功能集成在单元控制板上，主要针对避免在运行时因逻辑错误或IGBT关断过慢而造成的同桥臂上、下IGBT全导通的现象。一般釆用可编程逻辑芯片CPLD实现脉冲分配及相互间的逻辑互锁功能。包含：PWM信号分配电路及上、下管脉冲互锁电路;IGBT元件的最小开通时间的形成电路；死区间隔时间的形成电路；GBT开关状态检测电路。过电压保护：由于IGBT在快速关断过程中其di/dt很大，会产生较大的尖峰电压，对IGBT的工作电压裕量极其不利。过电流保护：IGBT过电流保护是根据元件特性曲线来确定的。可通过检测元件上的Uce来实现对元