吉林恒联精密铸造科技有限公司
无功补偿装置
技
术
方
案
新风光电子科技股份有限公司
2017年7月
目录
1 现场供电系统简介及无功补偿分析 ....................................................................... - 1 -
2 设计目标................................................................................................................ - 1 -
3 方案实施................................................................................................................ - 2 -
3.1整机外形尺寸............................................................................................... - 2 -
3.2 电气连接图纸.............................................................................................. - 3 -
3.3控制电源 ...................................................................................................... - 3 -
3.4 输出谐波特性.............................................................................................. - 3 -
3.5 散热方案 ..................................................................................................... - 4 -
3.6通信及监控功能 ........................................................................................... - 4 -
4 SVG无功补偿方式的特点...................................................................................... - 4 -
5 自动无功补偿改造后达到的效果分析.................................................................... - 5 - 7 售后服务承诺 ........................................................................................................ - 7 -
1 现场供电系统简介及无功补偿分析
通过和贵公司现场人员沟通可知，用电系统经常存在欠补现象，根据现场运行数据，系统电压为：6.18KV，系统电流：380A，功率因数：0.86，系统无功：2065Kvar，系统有功3555KW。
由以上数据可知，若需补偿全无功，则需要2065Kvar的容量，因该数据只是考虑的此次数据，没有考虑系统运行的波动，因此建议选择2Mvar的SVG无功补偿装置，即可满足系统运行时的波动要求，又可为SVG虑除系统谐波提供容量支持，使SVG可以虑除系统中的13次以下的谐波，提高系统运行安全，同时也为日后的增容提供了空间。故建议采用FGSVG-C2.0/6型号的SVG无功补偿设备。
2 设计目标
针对现场电网电压的实际运行情况和工况需求，需要通过安装SVG实现电网电压的稳定功能。当系统开始投运时，自动将过高的电压稳定至正常水平，当系统内主要设备出现故障或者其他异常脱离电网时，稳定电压不出现大幅度波动，当电网电压在正常运行范围内时，调节系统功率因数达到要求值。具体实现设计目标罗列如下：
1）功率因数维持在0.95及以上（可设定）；
2）稳定系统电压；
3）动态补偿额定输出电流THD≤3%；
4）补偿无功容量自动跟踪电网变化；
5）动态补偿响应时间≤5ms；
6）允许短时过载能力1.2倍；
7）完善的保护功能；
8）友好的人机界面；
9）灵活的通讯接口，可远程监控设备运行，并记录运行数据；
10）冷却方式采用强迫风冷。
3 方案实施
3.1整机外形尺寸
根据现场具体情况，推荐动态无功补偿装置SVG采用户内安装。外形尺寸如下：
FGSVG-C2.0/6外形尺寸：3300mm（宽）X 1400mm（深）X 2400mm（高）
3.2 电气连接图
电气连接图
3.3控制电源
需要现场提供单独1KVA的220VAC和10KVA的380VAC控制电源，控制电源经过存在专用供电装置，因此控制电源短时间停电后，装置仍能正常工作。
3.4 输出谐波特性
本公司SVG采用了载波移相PWM技术和功率单元级联多电平技术，自身产生的谐波含量≤3%，装置输出侧无需滤波器。
3.5 散热方案
主功率器件IGBT采用强迫风冷，风机由风道抽风，外部冷空气流过散热器进入风道带走热量。只需保证安装空间空气通畅即可。
3.6通信及监控功能
控制器具有和上位机通信的标准化接口，具备与变电站综合自动化联网的功能，装置的运行状态和故障类型均可上传。通讯采用RS485等通讯接口，采用标准Modbus或用户自定义等多种通讯协议。
4 SVG无功补偿方式的特点
1）投切时无暂态冲击，无合闸涌流，无电弧重燃，无需放电即可再投，可避免固定式电容器投切时对电网的冲击，提高电网运行安全，延长相关设备使用寿命。
2）SVG可连续补偿无功，避免了固定式电容器分段投切时的过补或欠补现象，提高系统的功率因数，采用SVG时可使功率因数达到0.98以上且不过补。避免因欠补或过补造成的罚款。
3）SVG可以虑除电网中13次以下的谐波，避免谐波对电网及相关设备造成的破坏及损坏，提高系统设备的运行安全，同时还可以降低因谐波造成的线路损耗，节能增效。
4）抑制电压闪变，改善电压质量，稳定系统电压。
5）实时跟踪负荷变化，动态连续平滑补偿无功功率，提高系统功率因数，实时治理谐波，补偿负序电流，提高电网供电质量。
6）动态响应速度快，响应时间≤5ms。
7）多种运行模式极大的满足用户需求，运行模式有：恒装置无功功率模式、恒考核点无功功率模式、恒考核点功率因数模式、恒考核点电压模式、
负载补偿模式，目标值可实时更改。
8）保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、单元过热、不均压等保护，并能实现故障瞬间的波形录制，便于确定故障点，易维护，运行可靠性高。
5 自动无功补偿改造后达到的效果分析
本自动无功补偿采用SVG形式，即系统母线上一套2.0Mvar的SVG，改造后可取得以下效果：
（1）响应时间更快
SVG响应时间：<5ms。
传统动补装置响应时间：≥50ms。
SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
（2）抑制电压闪变能力更强
传统动补对电压闪变的抑制最大可达2：1，SVG对电压闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。此外，由于SVG响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。
（3）运行范围更宽
SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，所以比其他类型动补的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况
相近的无功电流。而其他类型动补均靠电容器提供容性无功，其输出的无功电流与电网电压成正比，电网电压越低，其输出的无功电流也越低，所以对电网的补偿能力也相应变弱。这是其他类型动补技术上的本质缺点。
（4）有源滤波功能
SVG采用了PWM技术，不仅自身产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补偿，实现有源滤波的功能，真正做到多功能化，避免谐波损害系统内的其他设备，保证系统安全稳定运行，同时也可降低因谐波电流造成的谐波损耗。
（5）设备损耗小
该设备本身的拓扑结构和高压变频的结构相似，因此损耗也基本差不多。电压源型逆变器的损耗一般很小，SVG由多个逆变器串联、或者并联组成，逆变器部分总的损耗一般不超过总容量的0.5%。由于SVG容量只是MCR、TCR的一半，FC的损耗只有MCR、TCR的一半。
（6）不产生谐振，提高电网安全。
如果6kV母线上已上了TCR型SVC，其滤波器会形成非特征谐波的高阻抗点，经变压器阻抗和线路阻抗会在220kV侧形成谐波电压源，因此对加在同一220kV的下级加电容器补偿必须进行阻抗校核，避免产生串联谐振，同时要避免投切以减少系统振荡的可能性。而SVG不是靠容性阻抗来补偿的，所以不能产生谐振。
（7）可避免普通自动补偿投切时的冲击电流和操作过电压大，易发生谐振，而不能频繁投切问题，提高电网运行安全，避免电容投切时对电网的冲击。
（8）节能降耗