SVG動態(tài)無功補償裝置主要性能及技術要求李芹

SVG動態(tài)無功補償裝置主要性能及技術要求李芹摘要：SVG（StaticVarGenerator）稱為"靜止無功發(fā)生器〃，它基于瞬時無功功率的概念和補償原理，以大功率可關斷電力電子器件組成的逆變器為核心，相應的自動控制和保護系統(tǒng)等組成的成套裝置，通過實時的數(shù)據(jù)釆集、計算和控制，動態(tài)跟蹤電網(wǎng)電能質(zhì)量變化，并根據(jù)變化悄況動態(tài)調(diào)節(jié)無功輸出，可以實現(xiàn)負荷的連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)變電站在任意負荷下的高功率因數(shù)運行。關鍵詞：變壓器；系統(tǒng)監(jiān)控；額定容量；保護；電壓每套SVG成套裝置主要由降壓變壓器、控制系統(tǒng)、功率單元等組成；SVG成套裝置應滿足無功功率補償、電壓調(diào)節(jié)、功率因數(shù)及諧波治理等的技術要求。SVG裝置以母線無功功率及母線電壓作為控制口標，通過實時的數(shù)據(jù)采集、計算和控制，動態(tài)跟蹤電網(wǎng)電能質(zhì)量變化，并根據(jù)變化情況動態(tài)調(diào)節(jié)無功輸出，可以實現(xiàn)負荷的連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)變電站在任意負荷下的高功率因數(shù)運行。SVG裝置主要包括以下兒部分：（1）降壓變圧器：（2）SVG功率柜；（3）SVG控制柜（含SVG控制保護系統(tǒng)），（4）SVG充電柜（含充電回路等），（5）其他輔助設備（包含電纜等）。整體技術要求成套裝置應滿足無功功率、電壓調(diào)節(jié)、功率因數(shù)及諧波治理等的技術要求，并要求達到以下技術指標：（1）輸入電壓：三相35kV,允許波動45%?+10%o控制電壓波動范圍：＜±2%, （2）額定頻率：50Hz； （3）整體系統(tǒng)損耗：＜2%； （4）系統(tǒng)響應時間:＜10ms,投標人提供具體參數(shù)；（5）噪聲（風扇運行時）：＜70dB； （6）過載能力：動態(tài)無功補償裝置應具有短時過載能力，過載無功補償容量為成套裝置總?cè)萘康?5%： （7）系統(tǒng)監(jiān)控：系統(tǒng)運行數(shù)字記錄，多輸入，報警及警告信號；（8）冷卻方式：熱管自冷，具備強制風冷措施。投標人應提供詳細通風冷卻方案供招標人確認；（9）調(diào)節(jié)方式：無級調(diào)節(jié)，感性、容性連續(xù)可調(diào)。主要性能要求（1） 功率因數(shù)補償SVG投入補償后，110RV進線點（電力部門計量點）的實時功率因數(shù)值不小于0.95（滯后、無過補）。（2） 諧波要求在補償容量范圍內(nèi)，注入系統(tǒng)的諧波電流和35kV母線電壓總諧波畸變率應滿足國家標準《電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-1993的要求。濾波器應有效濾除13次以下諧波，同時不應與系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生諧振。（3） 電壓波動和閃變在補償容量范用內(nèi)，35kV母線電壓的電壓閃變和波動滿足國家標準＜＜電能質(zhì)量、電壓波動和閃變?GB/T12326-2008o主要功能單元技術要求主要技術參數(shù)（1） SVG主要參數(shù)如下：額定頻率：50Hz;額定容量額定電壓:6Kv;額定電流:289A：冷卻方式：強迫風冷；平均損耗08%：諧波特性:＜3%IN；響應速度:不大于5mso（2） 容量調(diào)節(jié)范圍：實現(xiàn)3Mvar（感性）?-3Mvar（容性）無功功率連續(xù)可調(diào)，并具有15%的短時過載能力。（3） IGBT安裝在自然冷卻的散熱器上，散熱器應具有良好的散熱特性，散熱片表面應進行防腐處理。（4） SVG使用的IGBT器件的選用額定電壓1700V,額定電流600A器件，有足夠的安全余量。SVG模塊采用無感母排技術，大幅減少了回路雜散電感，從而最大限度的降低IGBT器件過壓，同時設置過壓吸收電容，有效解決IGBT關斷過電壓問題。SVG采用進口〃瑞士Concept"公司專用1700VIGBT器件專用驅(qū)動器，以確保IGBT器件及整個SVG系統(tǒng)的可靠性。（5） 每個單元均應串有快速熔斷器進行保護，快速熔斷器熔絲熔斷時，熔斷器應能向數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)出故障信號，用于報警或跳閘，并在當?shù)仫@示報警熔斷器所在回路編號。當一個IGBT支路熔絲熔斷時，能發(fā)出報警信號，當熔斷器熔絲超出一個熔斷時，發(fā)出跳閘信號。（6） 快速熔斷器應采用IGBT供貨單位的專用高品質(zhì)熔斷器。（7） 功率柜采用IGBT器件開關頻率為850Hz,等效頻率6800HZ,元件有足夠的電壓、電流裕量和良好的dv/dt,di/dt特性。SVG系統(tǒng)為級聯(lián)型SVG,10kV冗余型SVG每相山12個功率單元組成，可滿足“N『運行。SVG控制系統(tǒng)為全數(shù)字化控制，全光纖傳輸，保證由足夠的抗干擾能力。（8） 功率單元能在各種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)條件下正常運行。（9） 控制系統(tǒng)為全數(shù)字化控制，全光纖傳輸，有足夠的抗干擾能力，避免任何由于控制系統(tǒng)誤操作，或由于現(xiàn)場電磁干擾而產(chǎn)生的誤通。（10） SVG機組結(jié)構(gòu)采用層式布置，整機設置了獨立的風道進行系統(tǒng)冷卻，釆用無感母排技術最大限度的減少了回路雜散電感。SVG模塊釆用系列化功率模塊，該系列模塊釆用無感母排設訃，真正消除了雜散電感，且釆用抽屜式布置，在保證了設備的可靠運行的前提條件便于日常巡檢觀察兒維護。（11） 監(jiān)控系統(tǒng)能監(jiān)測并實時顯示每只鏈節(jié)的運行狀態(tài)，能指示故障位置并報警。如果故障鏈節(jié)超過了冗余模塊數(shù)量，則SVG自動切除。SVG有完善、人性化的監(jiān)控系統(tǒng)，能實時顯示每個功率單元的的狀態(tài)，能顯示故障發(fā)生位置，能作出報警、跳閘指令等措施o（12） SVG中的每個IGBT元件應有過電壓、過電流、短路、丟脈沖和觸發(fā)異常等多種保護扌昔施o（a） 超溫保護：IGBT工作的環(huán)境溫度越高，允許的安全工作電流則越低，特別是當IGBT結(jié)溫超過85°C時,IGBT允許的導通電流低于其額定電流，當IGBT工作結(jié)溫超過30°C時，允許流過IGBT的電流隨結(jié)溫的升高明顯降低。一般設置當檢測功率單元散熱器溫度超過85°C時，溫度繼電器動作，控制系統(tǒng)將對本功率單元實施停機保護。（b） 直流電壓保護：高壓級聯(lián)型SVG功率單元工作時，直流支撐電容也在不斷的充放電，充電時電壓將升高。功率單元選擇的IGBT元件額定電壓為1700V,IGBT本身在關斷時會形成一定的過電壓，當過電壓加上直流電壓超過1700V時，IGBT有損壞的危險。因此，不允許直流電壓過高。通過電壓釆樣電路對直流電壓進行檢測，當檢測電壓值超過設定值時，控制系統(tǒng)將對功率單元實施保護,IGBT在關斷瞬間過電壓為110V左右，如果功率單元正常工作時直流電壓為930V,那么加在IGBT兩端的最大電壓為1040V,在IGBT安全工作電壓范圉內(nèi)。（c） 觸發(fā)脈沖保護：這一保護對功率單元的可黑運行至關重要，保護功能集成在單元控制板上，主要針對避免在運行時因邏輯錯誤或IGBT關斷過慢而造成的同橋臂上、下IGBT全導通的現(xiàn)象。一般釆用可編程邏輯芯片CPLD實現(xiàn)脈沖分配及相互間的邏輯互鎖功能。包含：PWM信號分配電路及上、下管脈沖互鎖電路;IGBT元件的最小開通時間的形成電路；死區(qū)間隔時間的形成電路；GBT開關狀態(tài)檢測電路。過電壓保護：由于IGBT在快速關斷過程中其di/dt很大，會產(chǎn)生較大的尖峰電壓，對IGBT的工作電壓裕量極其不利。過電流保護：IGBT過電流保護是根據(jù)元件特性曲線來確定的?？赏ㄟ^檢測元件上的Uce來實現(xiàn)對元