静止型动态无功补偿装置(svc)

静止型动态无功补偿装置SVCSVC-解决的问题SVC-原理SVC-结构组成SVC-优势SVC-技术特点SVC-技术参数SVC-典型业绩产品简介荣信电力电子股份有限公司是世界最大的高压动态无功补偿装置SVC制造商，也是中国最多的 SVC 专利技术拥有者。

专业研制开发并向国内外用户提供SVC 产品，在国内率先实现光触发的触发方式，从ETT到LTT各项技术完备。

拥有高效热管冷却和全密闭纯水冷却两种冷却方式，拥有国内一流、国际先进的 SVC 专用高压全载试验检测中心，并拥有先进的DSP全数字控制技术。

集中了国内外经验丰富的专业工程技术人员，性能价格比明显优于同类进口产品。

荣信SVC产品不仅全面替代进口，还广泛应用于宝钢、鞍钢、武钢、首钢等200余家钢铁企业，兰州铁路局、西安铁路局等电气化铁道牵引站，以及兖州矿业集团、淮南矿务局、海口电业局、包头铝业等煤炭、电力、有色金属行业，还出口到越南、泰国、土耳其、尼日利亚、巴西等国家，为意大利达涅利等国际型的工程总包公司提供SVC分包业务，用户遍及世界各地，2005、2006、2007，2008年连续四年SVC装机数量全球第一，正在运行的SVC超过800套，遥遥领先于国内同行业企业。

荣信 SVC 通过德国TUV、欧盟CE、以及瑞士SGS ISO9001 等国际认证，采用国际标准生产。

SVC-解决的问题◆电弧炉电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网产生一系列不良影响，其中主要是：■导致电网严重三相不平衡，产生负序电流■产生高次谐波，其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化■存在严重的电压闪变■功率因数低彻底解决上述问题的唯一方法是用户必须安装具有快速响应速度的动态无功补偿器(SVC)。

荣信SVC系统响应时间小于l0ms，完全可以满足严格的技术要求，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定电网电压，增加冶金有功功率的输出，提高生产效率，并且最大限度地降低闪变的影响。

科技成果——静止型动态无功补偿（SVC）技术所属行业制造业技术开发单位荣信电力电子股份有限公司适用范围该产品广泛用于黑色冶金中的电冶炼、轧制；有色冶金的电冶炼、轧制、电解、电镀；发电产业的电厂、风电厂；电力系统；港口、电气化铁道等交通领域，用以消除无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网，实现节能、消除电网“污染”，提高电能质量。

成果简介SVC主要由全数字控制系统、高压晶闸管变流装置、补偿电抗器、高次谐波滤波装置组成。

高次谐波滤波装置由电抗器、电力电容器、电阻器组成。

通过SVC的补偿电抗器给系统补偿无功，能抑制电网电压波动、闪变、畸变，减少三相不平衡，滤除谐波干扰，改善电能质量，保障电网安全。

应用SVC后，可使功率因数从0.7提高到0.95以上，节能35%以上，节能效果显著。

电容器提供固定的容性无功QC，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出感性无功QTCR的大小，感性无功和容性无功相抵消，只要能做到系统无功QN=QV（系统所需）-QC+QTCR=常数（或0），则能实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过补偿电抗器的电流，晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能，采集母线的无功电流值和电压值，合成无功值，和所设定的恒无功值（可能是0）进行比较，计算得触发角大小，通过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需电流。

关键技术（1）高压大功率晶闸管变流技术；（2）全数字控制技术；（3）热管自冷散热技术、水冷技术；（4）高压全载检测试验技术；（5）远程数据监控技术。

主要技术指标1、应用于6kV，10kV，27.5kV，35kV，66kV系统；2、直挂于6kV、10kV、27.5kV、35kV、66kV母线；3、TCR额定功率：≤300Mvar；4、晶闸管型式：电触发晶闸管（ETT）或光控晶闸管（LTT）；5、触发方式：光电触发或光触发；6、控制系统：DSP全数字控制系统；7、控制方式：无功功率或电压；8、无功调节范围：-100%到100%；9、调节方式：分相调节；10、调节系统响应时间：<10ms；11、噪音水平：自冷无噪声；12、辅助电网供电电压：380V+15%等。

TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置（下称SVC），它较好的解决了冶金设备（电弧炉、轧机）、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题，能稳定母线电压，提高功率因素，消除闪变，滤除谐波，平衡三相负载，提高电网输送能力。

SVC高压静止式动态无功补偿装置的详细介绍TCR型SVC高压静止式动态无功补偿装置（下称SVC），它较好的解决了冶金设备（电弧炉、轧机）、电气化铁路、大型风力发电设备和大型电力电子装置等设备接入电网所带来的问题，能稳定母线电压，提高功率因素，消除闪变，滤除谐波，平衡三相负载，提高电网输送能力。

二、产品原理及实物图图1 SVC的原理图图2 SVC实物图通常，一个完整的SVC系统由一个TCR（相控电抗器）和几组L-C型滤波器（FC）组成。

TCR是一个连续可调的感性无功电源，而滤波器在滤除谐波的同时还是一个固定的容性无功电源。

SVC控制系统快速精确的达到下式所表示的效果：，其中等式当中，为负载无功功率，通常为感性的，为TCR感性无功功率，为容性无功功率。

三、产品优势及功能特点3.1 产品技术优势目前应用的动态无功补偿主要有以下几种方式：磁控电抗器MCR型SVC，TCR型SVC、静止式无功发生器SVG。

MCR的调节速度较慢，一般为100～300ms，损耗一般为1.2～2％之间，由于铁芯式饱和电抗器的固有特点，运行过程中噪音很大，振动很厉害。

饱和电抗器属于非线性元件，使得工作绕组的电流不能有效跟随控制绕组电流的变化而变化，为了抑制过补现象，MCR的无功控制范围在0～85%之间，而不是0～100%。

TCR型SVC的响应速度较快，为10mS，TCR型SVC装置直接安装在高压侧，工作电流小而损耗较小，一般为0.3%～0.4%，目前TCR型SVC是应该最多最广泛的动态无功补偿装置。

SVG是目前最为先进的无功补偿技术，但由于目前电力电子技术器件发展水平的限制，SVG技术成熟度较TCR型SVC要低，目前全世界范围内只有数十套的运行业绩，因此SVG全面推广还会有较长过程结合来看，TCR型SVC是目前技术最成熟，适用范围最广的动态无功补偿方式。

静止型动态无功补偿装置(SVC)作者：姜峰来源：《科技创新导报》2011年第20期摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。

关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0124-011 引言在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。

快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。

近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。

为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。

目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。

而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。

2 系统组成SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。

1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。

TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的BOD器件,它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路,使晶闸管免受过电压冲击而损坏。

光电转换,自动完成各高电位电子单元循检,高压光缆传递信号。

密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。

相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,线性度高,噪音小,动热稳定性好,损耗小,绝缘强度高,散热好。

相当于一个可控的感性负载,通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。

静止型动态无功补偿装置（SVC）在厂矿企业的应用摘要：svc装置目前已广泛应用于冶金、电力、铁路等行业，如果发现运行中高压开关柜有发热现象，应检查柜内铜排连接处是否接触好，可采取涂导电脂等措施减少接触电阻。

关键词：svc装置原理应用中图分类号：u46 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0083-011 静止型动态无功补偿装置（svc）原理概述svc装置主要由可控支路和固定电容器支路并联而成，其主要应用型式是tcr+fc型：tcr支路功能是通过相控电抗器的电流控制相控电抗器输出的感性无功值ql，fc回路一个功能是提供固定的容性无功功率qc，另一个功能是通过电容器与电抗器的串联支路滤除电弧炉产生的主要高次谐波；电弧炉工作时产生负载感性无功用qfz表示，当svc装置系统参数设计合理时，可以使系统的无功功率qs=qc-qfz（随机变化）-ql（响应受控）=定值或0。

图1为我厂110 kv变电站svc装置原理图。

从图1可以看出，整套svc装置由3台高压开关柜、1组tcr支路、4组fc支路、1台tcr控制柜及配套电力电缆、支架组成。

2 svc装置的作用目前国内在用的svc成套装置达1000套以上，广泛应用于冶金、电力、煤炭、电气化铁路、有色冶金、石油化工等行业，应用于工矿企业时其主要作用有以下几点。

（1）滤除电弧炉、中频炉等产生的高次谐波，消除谐波对数控加工设备的干扰。

（2）平抑电弧炉炼钢时引起的电压波动、闪变和电压不平衡，提高供电质量。

（3）快速响应自动跟踪无功，提高功率因数，减少线路功率损耗。

3 svc装置使用效果我厂110 kv变电站6 kv母线为放射式单母线供电，其主要用电设备为数控机床、电焊机、电动机，中频炉，三台10t电弧炉（单台电炉变压器容量为5500 kva），系统未上svc装置前由于电弧炉、中频炉运行时产生2次、3次、4次及4次以上高次谐波，同时引起系统电压波动大，电压闪变严重。

SVC静止型动态无功补偿装置的应用张海燕摘要：本文通过对轧钢厂生产线正常生产时，其设备的无功损耗以及对电网的高次谐波影响进行分析，并叙述了10KV-34MVar-SVC静止型动态无功补偿装置的应用及实现过程。

关键词：无功功率补偿；谐波抑制；SVC静止型动态无功补偿装置；TCR相控电抗器；FC滤波器一、前言无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。

而无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在相位差时，所形成的功率分量，根据负载特性的不同，又有感性无功与容性无功之分。

而大型轧钢厂矿是以感性负载为主，生产时感性无功冲击较大。

现在以某生产线为例，其用电设备总装机容量约为54.4MW；其中大型传动为交—交变频系统，装机容量约为17.5MW；部分辅传动为交—直—交变频系统，装机容量约为19.7MW；其余的设备为恒速传动设备，装机容量约为17.2MW。

现代电力电子设备等非线性负荷大量的使用，产生的无功冲击将引起电网电压闪变、波动以及产生大量高次谐波电流，严重污染电网环境。

该生产线平均有功功率为30.39MW、平均无功功率为33.84MVAR，平均功率因数仅为0.67；而且这套设备所供电力电子元器件，其无功冲击较大；同时，注入电网的谐波电流超标。

高次谐波电流将对各种电气设备，继电保护、自动控制装置、计算机、测量和计量仪器以及通讯系统均有不利的影响；它将恶化电能质量，降低电网可靠性，增加电网损失，缩短电气设备的使用寿命。

因此，对这条生产线进行无功补偿和谐波治理具有深远意义。

二、无功损耗及谐波分析1、无功损耗分析该轧钢厂生产线建设的10KV开关站，系统采用单母线分段接线，分段开关正常时断开运行，以10KV电压等级向轧线的主、辅传动及功辅设施的用电设备供电；其中变频传动设备全部由10KVⅠ段母线供电；其余的负荷由10KVⅠ、Ⅱ段母线分别供电。

TK-SVC--高压静止型动态无功补偿装置产品介绍高压静止型动态无功补偿装置(简称SVC)广泛应用于高压、超高压交流输电系统和冶金、电气化铁道等工业、交流配电网中，起主要作用就是改善供电网运行条件，治理电力公害，提高输、配电系统的可靠性，抑制电压波动和闪变，减少谐波对电网造成的污染，提高功率因数补偿三相电压不平衡等。

目前世界各国普遍采用SVC来改善电网电能质量，效果好，性能指标达到国内先进水平。

图一图二TK-SVC装置主要有TCR及FC两部分组成(如上图所示).FC回路兼顾滤波及提供固定的容性无功功率Q FC,TCR回路则通过控制晶闸管的触发角α的大小来改变流过相控电抗器的电源,从而改变相控电抗器输出的感性无功Q TCR。

图二所示即为触发角α与电抗器基波电流的对应关系。

感性无功与容性相抵消，只要能做到系统无功Q=Q lod（负载所需）-Q FC+Q TCR≈0或常数，则能实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动。

由于调节器的动态响应速度非常快，响应时间<10毫秒，即实现了无功功率的实时动态补偿。

特别对于三相交流电弧炉负载，可使其产生的电压波动与闪变被抑制到最小。

同时具有分相调节功能，使三相交流电弧炉等负荷的不平衡负载得以平衡，电网的负序分量被一直到最小。

TK-SVC阀组TK-SVC控制系统随着现代电力电子设备大功率非线性负荷大量的应用，使用电网供电质量受到严重影响，主要表现如下：◆ 功率因数低，增加电网损耗，加大生产成本，降低生产效率；◆ 产生的无功冲击引起电网电压降低，电压波动及闪变，严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产；◆ 导致电网三相不平衡，产生负序电流使电机转子发生振动。

◆ 产生高次谐波电流，导致电网电压畸变，是电网“隐形杀手”，能导致：◇ 电容器组谐振及谐波电流放大，使电容器过负荷或过电压，甚至烧毁；◇ 增加变压器损耗，引起变压器发热；◇ 导致电力设备发热，电机力矩不稳甚至损坏；◇ 加速电力设备绝缘老化，易击穿；◇ 降低电弧炉生产效率，增加损耗；◇ 干扰通信讯号针对以上电网污染，目前世界各国普遍采用高压静止型动态无功补偿装置（SVC）,来改善电能质量。

静止型动态无功补偿（SVC）装置在轧钢上的应用【摘要】通过静止型动态无功补偿（SVC）装置，可减少注入系统的谐波电流和母线电压谐波电压畸变率，改善电能质量;提高用户功率因数，减少无功损耗，增加变压器带负载能力，减少用户低功率因数罚款;抑制电压波动和闪变，改善电能质量;平衡三相负载，抑制负序，使其不误动;棒材、线材等非线负荷产生大量高次谐波电流、负序及无功冲击导致的电压波动和闪变严重影响用户及电网用电设备的安全运行，恶化了供电电网的质量，同时由于此类设备运行过程中功率因数较低，使用户遭受罚款，因此，必须按照国家电能质量有关标准的限定和供电管理部门对用户功率因数要求，采取综合治理措施。

1.引言某110KV变电所一台50MV A 110kV/10kV主变，10KV母线电压因所带棒材、高速线材精炼炉等负荷，在生产时出现电压忽高忽现象，虽说各分厂都有无功补偿FC装置，但功率因数为0.87，且存在谐波超标，为了提高功率因数，防止电压波动大经常使电机过压或低压跳闸，严重影响生产及对用户自身和其他用户造成了严重的危害，必须按照电能质量有关标准进行限定，采取综合治理措施。

2.静止型动态无功补偿Static Var Compen-sator（简称SVC）装置针对存在问题，利用现有的FC装置，决定上一套SVC，经过综合分析，决定采用技术成熟，性价比高的静止型动态无功补偿TCR+FC（SVC）装置对谐波等进行治理及兼顾无功补偿。

2.1 SVC一次主接线的配置高线10kV一套FC滤波器，含3、5、7单调谐和11次二阶高通滤波支路;棒材FC滤波器含5、7单调谐和11次二阶高通滤波支路;精炼炉有一套滤波器，含3次二阶高通滤波支路;由于功率因数不够，根据计算需新增一套滤波器，含5、7单调谐滤波支路。

根据以上配置SVC，其一次原理主接线如图1所示。

图1 SVC一次主接线2.2 SVC容量的选择2.2.1 TCR主电抗器的容量TCR容量的计算主要以满足110kV和10kV母线电压波动为主，欲将110kV 母线电压波动改善至1.5%以下，并考虑一定裕度后TCR容量取22Mvar。

SVC静止型动态无功补偿装置SVC就是静止型无功补偿装置的简称， SVC属于动态无功补偿产品。

SVC静止型动态无功补偿装置一般由 FC，TCR，控制保护系统组成，其中FC由滤波电抗器和电容器组成，称为：FC 滤波器。

TCR为晶闸管控制相控电抗器。

FC 滤波器用于提供容性无功功率补偿及谐波滤波，主要为3次谐波和5次谐波。

TCR 晶闸管控制电抗器用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。

Q C=Q L+Q F cos@=1Q C：无功功率值为固定Q L：感性无功功率值随负载无功的变化而反向变化Q F：负载无功功率电抗器部分SVC静止型无功补偿装置中的电抗器有两种: 干式空心滤波电抗器和干式空心并联电抗器。

干式空心滤波电抗器根据额定电感又可以分为额定电感36.1m H、额定电流103A和额定电感10.1mH、额定电流90A两种。

干式空心滤波电抗器有六组，干式空心并联电抗器有三组。

干式空心滤波电抗器中的额定电感36.1m H、额定电流103A电抗器有三组，主要为滤除5次谐波；额定电感10.1mH、额定电流90A 的电抗器有三组，主要为滤除3次谐波。

干式空心并联电抗器干式空心并联电抗器是SVC静止型无功补偿装置TCR部分中晶闸管控制相控电抗器中的电抗器，可提供可调的感性无功，平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。

上图为一组干式空心并联电抗器的上下两部分要作用为防雨，理论上形成环流，加速电抗器的冷却。

（图为干式空心并联电抗器的接线方式）干式空心并联电抗器与母线接线依次为：AB,BC,CA.形成三角形接法，即SVC静止型无功补偿装置中的TCR接线：TCR接线干式空心滤波电抗器干式空心滤波电抗器是SVC静止型无功补偿装置FC 滤波器中的电抗器。

用于提供容性无功功率补偿及谐波滤波，主要为3次谐波和5次谐波。

干式空心滤波电抗器有六组，其中额定电感36.1m H、额定电流103A电抗器有三组，主要为滤除5次谐波；额定电感10.1mH、额定电流90A电抗器有三组，主要为滤除3次谐波。

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）。

1．2．1静止无功补偿器的分类SVC通常包括晶闸管控制电抗器(TCR)，晶闸管投切电容器(TSC)，以及这两者的混合装置(TCR+TSC)，或者晶闸管控制电抗器与固定电容器的混合装(TCR+FC)，晶闸管控制电抗器与机械投切电容器的混合装置(TCR+MSC)等。

其中，TCR(Thyri stor Contro11ed Reactor)是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置，由于单独的TC R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T C R与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率，其特点是可以连续调节补偿装置的无功功率，有谐波产生，般与T SC或FC滤波器配套使用。

TSC(Thyri stor Switched Capacitor)则是晶闸管投切电容器型静止无功补偿装置，电容器的投切开关为晶闸管，其特点是可断续调节补偿装置的无功功率，无谐波产生，可单独使用或与FC滤波器配套使用。

静止无功补偿器(SVC)是使用晶闸管来快速控制串联电抗器等效感抗的大小或者分组投切电容器组。

可以调节系统电压、降低线路损耗、增强电力系统的稳定性及提高输电线路的输电能力。

Svc装置主要用来进行无功补偿的同时实现负荷的平衡，一般情况下svc补偿装置的安装地点会选择在符合附近。

TSC型SVC采用直接补偿的方式．损耗小，但综合性价比较高．TCR型SVC 采用间接补偿的方式，能快速连续地调节无功，适应范围广，价格便宜．但主电抗的损耗比较大还有一种自饱和型电抗器目前也有应用，但它采用的是老技术．嗓声和运行损耗均较大。

磁控电抗器(Magnetically Cont~lled Reactor，简称MCR,应用在系统中代替TCR 组成SVC。

它的优点是占地少，而且在无谐波源的地方使用无需滤波器价格略低。

但它具有响应时间长、噪声太、不能分相调节抑制负序等缺点．目前还没有规模化使用。

另外，TSC型SVC在低电压系统中性价比较高，在分组较多的情况下能有效动态地补偿系统无功。