静止无功补偿装置

解析静止无功补偿器装置未来发展领域静止无功补偿器的典型代表是晶闸管投切的电容器(TSC), 和晶闸管控制的电抗器(TCR)。

实际应用中, 将TCR与并联电容器配合使用, 根据投切电容器的元件不同, 可分为TCR与固定电容器配合使用的静止无功补偿器, 和TCR与断路器投切电容器配合使用的补偿器, 以及TCR与TSC配合使用的无功补偿器。

这些组合而成的SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率, 进行动态补偿, 使补偿点的电压接近维持不变, 但SVC只能补偿系统的电压, 其无功输出与补偿点节点电压的平方成正比, 当电压降低时其补偿作用会减弱。

SVC的主要作用是电压控制, 采用适当的控制方式后, SVC也可以有阻尼系统功率振荡和增加稳定性等作用。

目前, SVC技术已经比较成熟, 国外从60年代就已经开始应用SVC, 七十年代末开始用于输电系统的电压控制, 经过几十年的发展, 不仅将静止无功补偿器, 用于输电系统的电压控制, 也用于配电系统的补偿和控制, 还可用于电力终端用户的无功补偿一电压控制。

未来SVC装置各领域的需求如下:①电网建设领域目前电网侧SVC主要应用于35kV以上线路, 在不同电压等级下, 电网安装无功补偿装置与变压器的容量比值呈现出电压等级越高, 比值越大的关系, 安装40%左右变压器需要装配SVC且SVC调节容量为变压器容量的15%估算, 电网侧每年所需SVC的市场容量约为38亿元。

目前电网应用比例要明显小于企业用户, 伴随对电网建设投资的不断加大, 智能电网的技术要求不断提高, 这也意味着电网领域中对SVC装置的需求存在巨大增量空间。

上图中根据第二阶段电网整体投资推算得出SVC市场规模, 并平均分配到未来几年, 从国家电网的规划结合当前实际情况来看, 2013年之后或将是市场需求大规模爆发的集中时段。

②风电建设领域按照国家能源局所提出的风电并网指标, 将在2015年之前实现9000万千瓦风电机组上网, 而目前我国风电装机容量约为2000万千瓦, 这意味着未来5年中, 每年平均要实现1400万千瓦的风电机组实现上网, 目前风电所需无功补偿的容量约占装机容量的20%-30%, 以平均为25%计算, 每年风电机组所需的SVC装置大概在350万千乏左右。

SVC 静止无功补偿原理解析（二）一、静止无功补偿简述静止无功补偿器（SVC ）于20 世纪70 年代兴起，现在已经发展成为很成熟的FACTS 装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（电压和无功补偿），在大功率电网中，SVC 被用于电压控制或用于获得其它效益，如提高系统的阻尼和稳定性等；这类装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR ）和晶闸管投切电容器（TSC ）。

静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。

它不再采用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电力系统中的动态无功补偿静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。

它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并联使用。

电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的）。

通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。

二、SVC的组成部分1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路，该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。

2•固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。

三、（SVC）静止无功补偿装置的用途静止无功补偿器（SVC）是一种由电容器和各种类型的电抗器组成的无功补偿装置，用电子开关来实现无功功率的快速平滑控制。

SVC的应用可以分为2个方面：系统补偿和负荷补偿。

当作为系统补偿时，他的作用主要有：维持输电线路上节点的电压，减小线路上因为功率流动变化造成的电压波动，并提高输电线路有功功率的传输容量和电网的静态稳定性；在网络故障情况下，快速稳定电压，维持线路输电能力，提高电网的暂态稳定性；增加系统的阻尼，抑制电网的功率振荡；在输电线路末端进行无功功率补偿和电压支持，提高电压稳定性等等。

静止无功补偿器
静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）是一
种电力系统中用来补偿无功功率的装置。

它通过改变电流
的相位和大小来调整电力系统中的无功功率，以维持系统
的电压稳定。

静止无功补偿器主要由功率电子器件（比如可控硅和可控
开关等）、电力电容器以及控制系统组成。

当系统的无功
功率不平衡或者电压波动时，静止无功补偿器能够通过控
制电容器的电压和电流来实现电力系统的无功功率的调节。

静止无功补偿器在电力系统中的应用可以提高电力系统的
稳定性和可靠性，并且可以减少系统的无功损耗和电压波动。

它可以用于电力变电站、输电线路、大型工业用电系
统等场合。

静止无功补偿器是电力系统中的重要设备，它可以有效地改善电力系统的无功功率问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。

电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用一、静止无功补偿1.电力系统无功补偿在电力系统中，电压是衡量电能质量的一个重要指标。

为了满足用电设备对使用电压的要求，必须使各输配电的母线电压稳定在一定的范围内，电压控制的主要方法之一就是对电力系统的无功功率进行控制。

理想情况下，应尽量使功率因数保持为“1”，这样就能使线路中电流只存在有功分量，从而可完全消除无功电流分量所引起的线路损耗，使电能得到充分利用，为了达到此目的，电力系统通常采用无功补偿设备。

2.静止无功补偿工业配电系统中，多采用电容器组实现功率补偿，但这样投切式补偿电容的方法只能进行有级调节，并且受机械开关动作条件的限制，响应速度慢。

静止无功补偿器（SVC）是相对于“旋转”式同步调相机和同步电动机而言，采用“静止不动”的电力电子器件和储能元件构成的无功补偿装置。

这种无功补偿装置能快速、平滑无级地调节容性或感性无功功率，从而实现动态补偿；并且它的体积比传统的补偿装置小，现场噪声也小。

二、静止无功补偿器的工作原理静止无功补偿装置有两种类型：晶闸管可控电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）。

1.晶闸管可控电抗器TCR单相原理图如下：α电抗器通过反并联晶闸管构成双向开关与交流电源相连，假设电抗器呈纯感性，则功率因数角φ=90。

，所以在0。

≤α≤90。

范围内，不能通过改变α来改变电感中电流从而改变TCR吸收的感性无功功率。

在90。

＜α＜180。

时，随着α德增大，电感电流基波分量相应减小，电抗器等效电感值随之可控，继而TCR吸收的感性无功功率可以平滑调节。

整个TCR 就像一个连续可调的电感，可以快速、平滑调节其吸收的感性无功功率。

另外，电力系统中，有时需要感性无功功率，有时需要容性无功功率，所以在实际应用中，可以在TCR两端并联固定电容器组。

2.晶闸管投切电容器TCR投切时的原理图如下：TSC由两个反并联晶闸管与电容器串联而成。

TSC实际上是断续可调地吸收容性无功功率。

TCR+FC型SVC静止动态无功补偿装置简介随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网无功功率的要求与日俱增。

特别是如轧机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加，加上电力电子技术的普遍应用，使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等，产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。

因此解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题，对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。

1、谐波的危害：1.电能的生产，传输和利用效率降低，电器设备过热，产生附加的振动和噪声2.绝缘老化，寿命缩短3.设备故障，引起电力系统局部发生串联谐振或者并联谐振4.谐波发生放大，造成电容器过热，膨胀甚至产生破裂5.继电保护和自动化控制装置误动作，使电能计量失准，造成混乱6.对通信和电子设备产生干扰。

2、简介90年代以来，随着高压晶闸阀的制造技术日趋成熟，绝大部分用户采用TCR+FC型SVC这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量。

晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置是一种可以自动调节的无功功率补偿装置。

它具有3个主要功能：抑制电压波动，改善功率因数，吸收电网谐波。

TCR+FC型SVC全称如下：图1：TCR+FC型SVC主回路接线图无源单调谐滤器FC以其结构简单、成本低、运行维护方便等特点被广泛应用于负荷冲击不大的有污染的供电系统中，具有吸收电网谐波和补偿无功功率两个功能。

安装于母线或者设备侧，设备组合方便，性能稳定。

TCR（Thyristor Controlled Reactor）是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置。

由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率，因此往往与并联电容器配合使用。

并联电容器后，使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。

3、TCR型补偿装置工作原理TCR型动补装置的补偿原理见图2所示。

图中Q C为电容器功率，Q L为负载感性无功功率，Q LS为补偿器所提供的感性无功功率。

静止无功补偿装置传统的无功补偿方法是利用机械开关进行投切并联电容器，它的阻抗是固定的，不能跟踪负荷无功需求的变化，即不能实现无功功率的动态调节。

有些负荷如电弧炼钢，它的无功负荷的波动比较的，对无功的需求在不同阶段有很大的不同，如果仅利用传统机械开关投切电容器，不能满足要求；如果不进行无功补偿，当无功需求较大时，会使系统电压下降，影响其它设备的工作。

因此，需要一种能够根据负荷的无功需求而自动调节的装置来调节无功功率，这也就是动态无功补偿装置所要完成的任务。

静止无功补偿装置（Static Var Compensator-------SVC）是电网中控制无功功率的装置，依据无功功率的需求自动补偿。

所谓静止是相对于调相机而言的，它没有机械运动部件。

它的补偿是动态的，即根据无功的需求或电压的变化自动跟踪补偿。

静止无功补偿系统的各种无功补偿器都是用无功器件产生无功功率，并根据需要调节或投切的方法进行。

另一个显著特点就是依靠晶闸管等电力电子器件完成调节或投切，可频繁地进行操作。

传统的动态无功补偿装置是调相机，它是专门用来产生无功功率的同步电机，利用调节其励磁的方法，使其发出不同大小的容性或感性无功功率。

但由于它是旋转电机，损耗和噪声较大，运行维护复杂，且响应速度慢，已无法适应快速无功功率变化，逐步被静止无功补偿装置替代。

随着电力电子技术的发展及其在电力系统中应用，将使用晶闸管的静止无功补偿装置引入了电力无功补偿控制。

目前，使用晶闸管的静止无功补偿装置以其优良的性能，占据了静止无功补偿装置的主导地位。

主要包括晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor----TCR）、晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor）及其混合装置(TCR+TSC)，也有晶闸管控制电抗器与固定电容器(Fixed Capacitor-----FC)混合使用的装置(TCR+FC)。

低压静止同步补偿器技术标准目录1 范围 (3)3.1 低压SVG工作原理 (3)3.2 低压SVG技术特点 (5)3.3 低压SVG产品功能 (6)3.4 低压SVG基本构成 (6)4 工作环境 (8)4.1 环境温度 (8)4.2 湿度要求 (8)4.4 污染等级 (8)4.5 储运条件 (8)4.6 电压条件 (8)4.7 大气条件 (8)5 技术要求 (9)5.1 结构 (9)5.2 装置的防护等级 (9)5.3 元器件的安装和选择 (10)5.4 噪声 (20)5.6 电气间隙和爬电距离 (21)5.7 装置的介电强度 (21)5.8 短路保护与短路耐受强度 (21)5.9 安全防护 (22)5.10 控制及保护 (23)5.11 电磁兼容性（EMC） (23)6 试验 (28)6.1 试验分类 (28)6.2 试验方法 (29)7 铭牌 (33)8 运输与贮存 (34)8.1 装置验收检查 (34)8.2 包装 (34)8.3 运输 (34)8.3 贮存 (34)1范围本标准主要适用于本公司生产的交流电压380V 、频率50HZ、三相三线制、三相四线制的低压静止同步补偿器(STATCOM)。

STATCOM称为静止同步补偿器（Static Synchronous compensator,简称STATCOM），属于电气一次设备。

它利用大功率电力电子元件，通过脉宽调制（PWM），以DC/AC变流器为基础，自动实现无功电流和谐波电流的快速、平滑调节。

STATCOM的基本组成：主控制器、变流器单元、LC滤波部分、连接电抗器、电气开关、保护电路、电气柜体、风扇、铜排、端子排等。

2引用标准GB 7251.1-2005 低压成套开关设备和控制设备GB/T 22582-2008 电力电容器低压功率因数补偿装置GB 12325-2003 电能质量供电电压允许偏差JB/T 9663-1999 低压无功功率自动补偿控制器GB 10229-88 电抗器GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术GB/T 4702-92 脉冲电容器及直流电容器GB 18802.1-2002 低压配电系统的电涌保护器GB/T 15576-2008 低压成套无功功率补偿装置JB/T 10695-2007 低压无功动态补偿装置GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波GB 4208-2008 外壳防护等级的分类GB/T 3797-2005 电气控制设备DL/T 721-2000 配电网自动化系统远方终端3产品功能及原理3.1 低压STATCOM工作原理SVG 是当今无功补偿领域最新技术的代表。

1.引言随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网感性无功要求也与日惧增。

特别是如可逆式大型轧钢机、炼钢电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，加上普遍应用的电力电子和微电技术，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。

近年发展起来的静止型无功补偿装置（STATICVARCOMPENSATOR，下简称SVC）是一种快速调节无功功率的装置，已成功的应于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上。

而晶闸管控制电抗器型（称TCR型）SVC用晶闸管控制线性电抗器实现较快、连续的无功功率调节，由于它具有反应时间快（5～20MS），运行可靠，无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广和价格便宜等优点。

TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而其应用最广。

尤其是在冶金行业中，使用例子也最多。

2.TCR＋FC型SVC系统的组成及控制原理2.1系统组成TCR＋FC型SVC系统的组成如图1所示，一般由TCR、滤波器（FC）及控制系统组成。

通过控制与电抗器串联的两个反并联晶闸管的导通角，既可以向系统输送感性无功电流，又可以向系统输送容性无功电流。

该补偿器响应时间快（小于半周波），灵活性大，而且可以连续调节无功输出，缺点是产生谐波，但加上滤波装置则可以克服。

图1TCR＋FC型SVC系统的组成2.2可调控电抗器相（TCR）产生连续变化感性无功的基本原理如图2（A）所示，U为交流电压。

TH1、TH2为两个反并联晶闸管，控制这两个晶闸管在一定范围内导通，则可控制电抗器流过的电流I，I和U的基本波形如图2（B）所示。

图2可调控电抗器相（TCR）产生连续变化感性无功的基本原理α为TH1和TH2的触发角，则有I＝（COSα－COSωT）I的基波电流有效值为：I＝（2π－2α＋SIN2α）式中：V为相电压有效值；ωL为电抗器的基波电抗（ω）。

静止无功补偿装置运行规程批准：审核：编制：2010年4月26日目录第一章总则 (3)第二章引用标准 (3)第三章设备运行维护项目及处理 (3)第四章设备验收 (5)第五章设备运行维护项目、手段及要求 (6)第六章设备操作程序及注意事项 (8)第七章事故和故障处理预案 (9)第八章培训要求 (11)第九章技术管理 (11)第一章总则第一条为加强电力系统中静止无功补偿装置svc (static var compensator)的运行管理工作，提高管理水平，保障电力系统安全、可靠经经济运行，依据国家相关法律、法规和电力系统有关规定，根据SVC装置的实际情况制定了本规程。

第二条本规范是依据国家、行业有关标准、规程和规范，并结合近年来国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行分析以及现场运行经验而制定的。

第三条本规范对静止无功补偿装置运行管理中的验收、巡视和维护、缺陷管理、技术培训、技术管理等工作提出了具体要求。

第四条本规范适用于国家电网公司系统的静止无功补偿装置的运行管理工作。

第二章引用标准第五条以下为本规范引用的标准、规程和导则，但不限于此。

《高压并联电容器管理规范》2004(国家电网公司)《10KV～66KV干式电抗器管理规范》2004(国家电网公司)《高压静止无功补偿装置》DL/T 1010.1～1010.5-2006(中国电力行业标准)《风力发电场安全规程》DL 796-2001《高压并联电容器装置使用技术条件》DL/T 604-2009第三章设备运行维护项目及处理第六条正常巡视周期（一）多班制除交接班巡视外，每四小时巡视一次；（二）两班制除交接班巡视外，每值各巡视一次；（三）当班值班长当值期间巡视一次；（四）每星期夜间熄灯巡视一次。

（五）每日交接班时，由SVC专责人对阀组件、冷却系统、SVC监控及调节系统进行一次重点巡视，并做好记录。

第七条特殊巡视周期（一）环境温度超过规定温度时应采取降温措施，并应每2小时巡视一次；（二）户外布置的电容器装置雨、雾、雪天气每2小时巡视一次。