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无功补偿介绍
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专注微机保护

时间 : 2021-01-11 09:00 浏览量 : 86

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   在电力系统中,经常会碰到无功补偿系统,简称SVG。该系统由一些电力电子设备组成,主要对电网系统起到无功补偿的作用,下面的简单对这类设备做一个简单介绍

一、SVG的效果

   SVG是典型的电力电子设备,由三个基本功能模块构成:检测模块、操控运算模块及补偿输出模块。其作业原理为由外部CT检测体系的电流信息,然后经由操控芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等;然后由操控器给出补偿的驱动信号,最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路宣布补偿电流。

   SVG停止无功发生器选用可关断电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路,经过电抗器并联在电网上,适当地调理桥式电路沟通侧输出电压的幅值和相位,或许直接操控其沟通侧电流。迅速吸收或许宣布所需的无功功率,完结快速动态调理无功的意图。作为有源形补偿设备,不只能够跟踪冲击型负载的冲击电流,而且能够对谐波电流也进行跟踪补偿。

二、SVG与SVC的差异

   SVG是英文StaticVarGenerator的缩写,意思是停止无功发生器;SVC是英文StaticVarCompensator的缩写,是无功补偿器的意思

(1)SVG

   它可分为电压型和电流型两种,其既可供给滞后的无功功率,又可供给超前的无功功率。简略地说,SVG的基本原理就是将自换相桥式电路经过电抗器或许直接并联在电网上,适当调理桥式电路沟通侧输出电压的相位和幅值,或许直接操控其沟通侧电流,就能够使该电路吸收或许宣布满足要求的无功电流,完结功率无功补偿的意图。

(2)SVC

   它是用于无功补偿典型的电力电子设备,它是运用晶闸管作为固态开关来操控接入体系的电抗器和电容器的容量,然后改动输电体系的导纳。按操控目标和操控方式不同,分为晶闸管操控电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(FC)配合运用的停止无功补偿设备(FC+TCR)和TCR与机械投切电容器(MSC)配合运用的设备。

   点评:SVG是调全体系电压的主要设备,个人认为其中心为自换向桥式电路,经过IGBT(风机中均依照有该元件)操控完结自换相桥式电路的电流的改变,而自换相桥式电路一般有多个功率单元(现在暂还不清楚)串联安排,构成一个星形接线,宣布补偿电流进而调整母线电压。

三、SVG与SVC比照之长处

   STATCOM与同步调相机、SVC设备比较具有如下长处:

   1)选用数字操控技能,体系可靠性高,基本不需求保护,能够节省很多的保护费用;

   2)在提高体系的暂态稳定性、阻尼体系震动等方面的功能大大优于传统的同步调相机;

   3)操控灵敏、调理速度更快、调理速度广,在理性和容性运转工况下均可连续快速调理,呼应速度可达毫秒级;

   4)停止运转、安全稳定,没有调相机那样的大型转动设备,无磨损,无机械噪声,将大大提高设备寿命,改善环境影响;

   5)对电容器的容量要求不高,能够省去常规设备中的大电感和大电容及巨大的切换机构,使STATCOM的体积小、损耗低;

   6)衔接电抗小。STATCOM接入电网的衔接电抗,效果是滤除电流中存在的较高次谐波,另外起到将变流器与电网衔接起来的效果,因此其电感量远小于补偿容量相同的TCR等SVC设备所需的电感量

   7)STATCOM输出电流不依赖于电压,表现为恒流源特性,具有更宽的运转范围。而SVC本质是阻抗型补偿,输出电流和电压成线性关系。因此体系电压变低时,同容量STATCOM能够比SVC供给更大的补偿容量

   8)STATCOM比SVC具有更快的呼应速度,因而更适合按捺电压闪变。STATCOM呼应时间在10ms以内,而SVC呼应时间一般在20~40ms。STATCOM从额外容性无功功率变为额外理性无功功率(或相反)可在1ms之内完结,这种呼应速度完全能够胜任对冲击性负荷的补偿;

   9)STATCOM的桥式电路选用多重化技能、多电平技能或PWM技能来消除次数较低的谐波,并使如7、11等较高次数谐波减小到能够接受的程度。而SVC本身要发生一定量的谐波,如TCR型的5、7次特征次谐波量比较大,占基波值的5%~8%;其他如SR,TCT等也发生3、5、7、11等次的高次谐波,这给SVC体系的滤波器规划带来许多困难;

   10)在故障条件下,STATCOM比SVC具有更好的操控稳定性。SVC运用了很多电容器电抗器,当外部体系容量与补偿设备的容量可比时,SVC会发生不稳定性。STATCOM对外部体系运转条件和结构改变不灵敏;

   11)STATCOM比同容量SVC占地面积小、成本低。STATCOM因为运用直流电容器储能,能够减小电容器体积,且不需求并联电抗器即能够操控无功功率平滑改变,因此装置尺寸大大减小;

   12)STATCOM能够在一定范围内供给有功功率,削减有功功率冲击。SVC只能供给无功功率,不具有供给有功功率的功能。

   SVG与SVC无功补偿设备的比照分析

   与SVC相比,SVG在以下几方面优于SVC:

一、作业原理不同

   (1)SVC能够被看成是一个动态的无功源。依据接入电网的需求,它能够向电网供给容性无功,也能够吸收电网剩余的理性无功,把电容器组一般是以滤波器组接入电网,就能够向电网供给无功,当电网并不需求太多的无功时,这些剩余的容性无功,就由一个并联的电抗器来吸收。电抗器电流是由一个可控硅阀组操控,借助于对可控硅触发相角的调整,就能够改动流过电抗器的电流有效值,然后保证SVC在电网接入点的无功量正好能将该点电压稳定在规则范围内,起到电网无功补偿的效果。

   (2)SVG以大功率电压型逆变器为中心,经过调理逆变器输出电压的幅值和相位,或许直接操控沟通侧电流的幅值和相位,迅速吸收或宣布所需的无功功率,完结快速动态调理无功功率的意图。

二、呼应速度快

   一般SVC的呼应速速是20—40ms;而SVG的呼应速度不大于5ms,能更好的按捺电压动摇和闪变,在相同的补偿容量下,SVG对电压动摇和闪变的补偿效果最好。

三、低电压特性好

   SVG具有电流源的特性,输出容量受母线电压的影响很小。这一长处使SVG用于电压操控时具有很大的优势,体系电压越低,越需求动态无功调理电压,SVG的低电压特性好,输出的无功电流与体系电压没有关系,能够看作是一个可控稳定的电流源,体系电压下降时,仍能输出额外无功电流,具有很强的过载才能;而SVC是阻抗型特性,输出容量受母线电压的影响很大,体系电压越低,输出无功电流的才能成比例下降,不具有过载才能。因此SVG的无功补偿才能与体系电压无关,而SVC的无功补偿才能随体系电压的下降线性下降。

四、运转安全功能提高

   SVC以可控硅调理电抗加多组电容作为无功补偿的主要手段,极容易发生谐振扩大现象,导致安全事故,体系电压动摇大时,补偿效果受很大影响,运转损耗大;SVG配套电容器不需求设置滤波器组,不存在谐振扩大现象,SVG是有源型补偿设备,是选用可关断器件IGBT构成的电流源设备,然后避免了谐振现象,运转安全功能大大提高。

五、谐波特性

   SVC运用可控硅操控电抗器的等效基波阻抗,不只受到体系谐波影响大,而且本身会发生很多的谐波,必须配套选用滤波器组,滤除SVC本身发生的谐波含量;SVG选用三电平单相桥技能,单相可输出5电平电压波形,选用载波移相的脉冲调制方法,不只受体系谐波影响小,还能够按捺体系的谐波。与SVC相比,SVG选用多重化、多电平或脉宽调理技能等办法后,大大削减了补偿电流中的谐波含量。

六、占地面积小

   在相同的补偿容量下,SVG的占地面积比SVC的削减1/2到2/3。 因为SVG运用的电抗器和电容器比SVC少,因此大大缩小了设备的体积和占地面积;SVC中的电抗器不只本身体积比较大,而且考虑到相互间的装置距离,全体占地面积较大。

   综上所述,SVG无功补偿设备因为呼应速度快、谐波含量少、无功调理才能强等长处,能够大大改善电网的电能质量,现在已成为无功补偿技能的发展方向。在众多的微机保护产品中,也有针对与对于SVG的保护。一般安装在高压开关柜上,当出现故障时,直接跳开高压开关柜

文章来自电力微机保护网


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