动态无功补偿装置SVG应用 吕定培

无功补偿SVG在地铁风机系统的应用摘要：本文根据地铁某站点的应用实例，对现场排烟风机启动过程中系统电压跌落以及系统侧功率因数大幅度降低的情况进行测试，并对现场风机启动失败的原因进行了分析，最后给出投入无功补偿装置SVG的解决方案并对该方案进行了验证，给出现场测试结果。

关键词：地铁；系统电压跌落；功率因数，无功补偿装置；风机启动失败0 引言电力系统中的大量负荷如电机、整流设备在运行中需要大量的无功[1][2]，同时输配电网络中的变压器、线路也会产生一定的无功，导致系统功率因数降低。

功率因数降低，一方面增加了供电线路的损失，从而必须增大供电线路的导线截面，增加了投资；另一方面电能质量、供电设备有效利用率也随之降低[3][4]。

低压配电系统中，在某些特殊情况下，需要采用远距离电缆对负载供电。

在远距离电缆供电时，电缆压降与电缆中通过的电流成正比，电流越大，其电压损失越大，末端电压越低。

对于大功率异步电机而言，其启动电流约为额定电流的5～8倍[5]，若采用远距离电缆供电时末端电压较低，电机往往启动困难。

而无功补偿装置SVG相当于一个可变的无功电流源，能够迅速吸收或者发出所需要的无功功率，提高系统电压，保证设备能够正常运行。

本文就地铁某站点的应用实例展开分析。

1 地铁应用实例概述地铁某站点两组110kVA消防排烟风机供电电缆长达900m以上，电缆压降损失很大。

排烟风机展示如图1所示。

图 1 地铁某站点排烟风机该排烟风机的额定功率为110kw。

风机与系统的连接方式如图2所示。

软启动装置在启动过程中对风机启动瞬间的电流进行限制。

图 2 排烟风机与系统连接示意图该地铁站排烟风机启动过程中，大量的无功投入电网，使得电缆末端电压严重跌落，软启动装置中的双电源发生自主切换，无法正常工作，导致风机启动失败。

2 排烟风机启动过程分析以及解决方案2.1 风机启动过程分析为设计控制方案，在投入无功补偿装置SVG前，首先对排烟风机的启动过程进行测试。

SVG动态无功补偿在地铁供电系统中的应用分析摘要随着地铁供电在城市电网系统中所占比重的不断提高，地方供电局有关城市地铁供电系统质量的要求也明显提升。

如何提高供电系统运行质量是各方人员高度重视的课题。

针对地铁供电系统存在的功率因数偏低问题，应用SVG 动态无功补偿装置可显著改善供电质量，对城市供电系统运行可靠性水平的提升意义重大，值得引起重视。

关键词地铁；供电系统；SVG动态无功补偿1 SVG动态无功补偿概述SVG动态无功补偿装置由变压器、功率单元、电抗器、控制保护系统等组件与配套附件构成。

在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿的基本工作原理是通过电抗器或变压器装置，将自换相桥式电路与电网并联，对桥式电路交流输出侧电压相位以及电压幅值进行调节，并对交流侧电流进行直接控制，以确保该电路发出或吸收可满足要求的无功电流，以满足对地铁供电系统进行动态无功补偿的目的[1]。

SVG动态无功补偿的基本运行模式如下图（见图1～3）所示。

结合图1，在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿装置的应用具有如下几个方面优势与特点：第一，SVG动态无功补偿装置运行范围宽，能够对地铁供电系统无功输出进行双向、动态、连续调节，根据负荷变化对无功输出进行调整，支持感性无功以及容性无功两种模式，可最大限度地确保功率因数达到趋近于1.0的理想状态；第二，SVG动态无功补偿装置的响应速度快。

即在供电系统频繁波动负荷状态下，SVG动态无功补偿可在5.0ms时间内进行响应，从而可以取得理想的无功补偿效果；第三，无谐波干扰。

在地铁供电系统中，SVG动态无功补偿装置采用多电平PWM技术，谐波含量低，无须配置专用滤波器，且具有良好的滤波效果；第四，无系统串联、并联谐振。

SVG动态无功补偿装置运行期间无须大量电抗器或电容器装置，供电系统无并联、串联谐振影响，从而可提高供电系统相关设备的运行可靠性。

2 工程概况xx地铁1号线位于S市，线路全长40.0km，沿线共设置30座车站，其中24座车站为地下站，6座车站为高架段。

动态无功补偿(SVG)设计在城市轨道交通供电系统中的应用发布时间：2021-11-04T06:49:52.334Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第13期作者：黄山[导读] 城市轨道工程中供配电系统的功率因数一直难以调整。

深圳地铁运营集团有限公司广东深圳 518000摘要：城市轨道工程中供配电系统的功率因数一直难以调整。

由于城市轨道交通运营初期供配电系统的负荷率较低，由带电电缆线路引起的可溶无功功率不容忽视，吸收导致系统功率因数稍低，无功负载消耗大的情况；另一方面，由于城轨“夜间维护、白天运行”的特点，一天中不同时间段的负荷特性是不同的。

在固定时间范围内，也存在供配电系统功率因数不能满足供电系统单元要求的情况。

因此，将动态无功补偿设备（SVG）的设计引入到城市轨道供配电系统中作为功率因数调整方案，非常有必要。

关键词：SVG无功补偿；轨道交通；供电系统引言随着地区供电局对城市轨道交通供配电系统的质量规定越来越严格，地铁供电系统的高低功率因数对提高供配电系统质量和节约电能具有积极的现实意义。

由于供配电系统独特的运行机制和负荷特性，地铁供配电系统长期无法满足供电系统单位对局端电能质量分析的要求。

根据相关电力工程管理规定，通用电力工程管理单位对中心局收费站的功率因数设定了下限值（如广州、深圳地区功率因数不小于0.9）。

1、国内地铁无功补偿的现状地铁用电量的关键是列车牵引带的负荷和地铁的驱动力和照明负荷。

其中，牵引带负载的功率因数一般在0.95以上；驱动力和照明负载的关键是电机和照明，功率因数低。

地铁供配电系统无功补偿标准应为分散补偿与集中补偿紧密结合，以分散为主导。

根据各地铁变电站下方配电设备的路线，将用户所需的无功功率输送到负荷侧。

因此，为了更好地合理降低线损，必须保证在需要补偿的地方产生无功负载。

保证无功就地平衡，减少其长途运输。

事实上，我国不仅有地铁线路供配电系统的设计方案，大部分也是低压集中就征地补偿标准，即在每个地铁和变电站段，基于负载条件设置低压电容器无功补偿柜，使地铁变电站功率因数达到0.9以上。

动态无功补偿装置在变电站的应用分析摘要：随着我国经济的快速发展，对于电力和电网的要求也逐渐提高，电力系统的用电负荷存在着大量的无功功率频繁变化，一般来说，电网特别是受端电网，缺乏无功电压的支撑，就会产生巨大的电压波动，严重时甚至会引发电网的大面积崩溃，影响企业和居民的日常用电。

因此，随着市政建设的发展和用电量的增加，对系统电压稳定性提出了更高的要求。

在变电站的实际应用中，要求使用具有较高精密度的仪器设备，来进行对无功功率的动态补偿。

关键词：动态无功补偿装置；变电站；应用分析;前言动态无功补偿装置在变电站中得到了广泛的应用，其性能运行方式和控制策略，目前已经成为电网调度自动化过程中一个重要的研究课题。

在电力系统冲击性负荷较大的情况下，使用动态无功补偿装置，可以瞬间快速地改变无功功率，对于变电站的电压稳定和提高电网电压合格率，起到了很好的实际效果。

一、动态无功补偿装置的性能管理和原理分析动态无功补偿装置的原理，一般来说是通过关断大功率的电子器件来完成对电压的稳步控制的。

电抗器并联在电网之上，只有对其进行有效的调节，将桥式电路交流输出电压的幅值和相位进行控制，才有可能使该电路吸收，或者满足要求的无功电流。

一般来说，装置以三相大功率的电压逆变器为核心，输出电压是通过与电抗器相互连接最终进入主系统，与主系统的连接必须要保持同频、同相，通过调节电压幅值和电压输出的性质来控制电压的稳定性。

在变电站的实际应用过程中，无功补偿分为动态和静态两种方式。

静态无功补偿是根据负载的实际情况，安装固定容量的补偿电容或补偿电感，静态无功补偿是以往常用的一种补偿方式。

而动态无功补偿则具有更加快速性和实时监测性两种特征，所谓的快速型是指动态无功补偿的补偿速度非常快，可以在几秒钟之内进行快速的反馈，而实时性则是指变电站的用电负荷不可能是一成不变的，而是在动态变化的一个过程。

运用动态无功补偿装置，就可以快速地监测变电站的负载情况。

但是动态无功补偿并不是必须要同时满足快速性和实时性两个基本特征，有的情况下无功补偿装置的改变只是固定的，这个时候只用速度快的无功补偿装置，也可以做到动态无功补偿。

煤矿供电中FC+SVG动态补偿滤波装置的应用解析煤矿的供电系统应用FC+SVG并联装置来控制无功功率和高次谐波的办法来动态的补偿滤波。

这种技术的成功运用，能够较快地随着矿井负担的无功电流所产生的变化来变化，自动对电网系统需要的无功功率进行补偿，实现了电网在无功功率上的非静态的补偿，及时消除各个层次的谐波在高腰交流电网里受到污染，能够高效消除主、副井绞车这种较大功率的变频技术污染电网谐波，让交流电的供电系统变成有可变空间的动态供电系统。

标签：煤矿供电；FC+SVG动态补偿；滤波装置矿井主提升设备以及大型的空气压缩机、通风机、水泵、采煤机以及抽采装置等，这些类型的设备单位功率均很大，启动的次数多，给供电的系统武功冲击的力度加大。

在大型用电机器运作的过程中，要耗费很多没用的功率建立和维系磁感电流对用电机器的供给。

此外在煤矿井下供给配电的整个系统里有很多的感性负荷在里面，这里的感性负荷需要耗费很多无功功率，使供电的整个系统功率因数过低，加大电路中电压的消耗以及电能的耗费。

这时改变频率的机器以及能控制整体电流的装置来拖动应用在矿井升高机中，运作的时候有很多高次谐波出现，会危害整个供电系统中电能的质量。

1 煤矿的供电系统中应用FC+SVG动态补偿的可行性淮南矿区几乎每一个矿井的供电系统都受到谐波影响，许多矿曾经都发生过电压互感器烧坏，电容器保险熔断，乃至大型设备的电子监控系统出现故障而造成大面积停电事故的现象。

几个专业的机构测试了谐波，其中主要是5次、7次和11次。

矿井在建设的时候设计安装的非动态FC，非动态滤波的补偿装置，是一种高通的滤波器，它的组成是电容、阻尼电阻以及电感，在技术方面是相对落后的，没办法监控无功负荷的改变，瞬间功率因数比较低，供电的时候有很大损失和消耗，对系统的经济和运行都产生很大影响。

而且因为FC滤波旁边的电流无功率容量是相对比来说稳定的，矿井升高机这些机械的负荷波动是很大的，每一个矿都发生过过补偿的情况，其原因就是大型机械设备停止运行，导致投入5次滤波支路成为极限，超过7次就无法使用。

动态无功补偿装置SVG应用吕定培摘要：随着科技的进步，我国电力工程各项技术也在不断完善，为了提升电气设备和电网的运行质量、提升产品质量，可以使用SVG设备。

SVG由检测、控制运算、补偿输出三个模块组成，能够提高功率因素，SVG能够在电网处于感性时发出容性电流，进而抵消与之相反的无功电流。

本文主要就动态无功补偿装置SVG的应用进行了相关的介绍。

关键词：动态无功补偿装置；SVG；设备应用随着电力工程的不断发展，为了满足人民的生活和生产需求，确保我国各个电气设备的运行安全，提升我国电能质量是必不可少的。

所谓电能质量，就是优质供电，其中包括用电、电流、供电、电压四个方面的质量。

常见的电能质量类型包括暂态扰动、RMS扰动、稳态变化等。

一方面，电能质量可能会引发机械损坏等破坏性危害，严重时甚至会造成人员伤亡；另一方面，电能质量会导致电气设备出现效率降低、功率变化等性能指标的变化。

所以，提升电能质量十分重要。

为此，可以采用SVG动态无功补偿装置，减少各类电能质量问题。

一、动态无功补偿装置SVG的组成与关键技术（一）SVG组成SVG的核心为三相大功率电压逆变器，其能够使输出电压同频且同相于系统侧电压，可以对输出电压和系统电压幅值进行调整，进而确定无功功率的性质，如果其没有系统侧电压幅值大，会输出感性无功，反之则输出容性无功。

利用电抗器将自换相桥式电路串联在电网上即SVG，通过电抗器对其交流侧输出电压幅值进行调节，控制交流侧电流以满足电路收发的无功电流需求，最终实现动态无功补偿的应用作用。

（二）SVG关键技术SVG的组成部分包括启动柜、控制柜、功率柜等多个部分。

其中，启动柜主要由三个部分构成，分别是软启动电阻、避雷器和接触器。

IGBI交流装置时功率柜的核心装置，其能够改变直流电压，使其成为交流电压，并对其频率、相位等进行控制，最后实现无功调节和滤波的功能作用。

控制柜可以对综合系统进行控制和保护，能够对电压、无功变化进行快速检测，并计算无功容量的需求量，根据计算结果进行触发脉冲产生和分配，可以分层级保护成套装置。

分析动态无功补偿装置在配电网中的应用吕军摘要：我国电网规模不断壮大，但电网管理技术仍有待提高，管理模式仍有待改善，电压波动大，不稳定、线路损耗等问题依然突出。

要改变当前我国的用电情况，使全国范围内的用电达到好的利用率及节能效果，须安装动态无功补偿装置。

动态无功补偿装置的应用，不仅提高了系统的功率系数，使用电过程中的功率损耗大大降低，还保障了用户用电的稳定电压，保证用户不会因为用电人数增加而致使电压太低或是用电人数少时出现电压过高的现象。

本文主要对动态无功补偿装置简介、原理及在配电网中的应用进行了分析。

关键词：配电网；动态无功补偿装置；应用1 配电系统中的动态无功补偿装置简介无功补偿分为动态和静态两种方式。

所谓静态无功补偿是根据负载情况安装固定容量的补偿电容或补偿电感，而动态补偿则是根据负载的感性或容性变化随时的切换补偿电容容量或电感量进行补偿。

动态补偿具有快速性和实时性两个特征——所谓快速性，是指补偿的速度一定要快；所谓实时性是指用电负载需要多少无功，补偿装置就要补偿多少无功。

需要指出的是，不是非得两个特性都具备才是动态补偿，有的负载虽然无功变化快，但是无功量的改变是固定的，此时用速度快的无功补偿也可以办到，也就是说这个动态补偿强调的单单是迅速。

动态无功补偿装置根据改善和提高功率因数，降低线路损耗，充分发挥发电、供电设备的效率功能强大，液晶字段显示，性能可靠稳定，抗干扰能力极强，能够提高电网的功率因数，改善配电网的供电质量和使用效率，进而降低网络损耗，有利于延长输电线路的使用寿命。

2 无功补偿的工作原理动态无功补偿装置由高压开关柜（包括高压熔断器、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等）、并联电容器、串联电抗器、放电线圈（或者电压互感器）、氧化锌避雷器、支柱绝缘子、框架等构成。

装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率等，通过微机进行分析，然后计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令，由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻，实现快速、无冲击地投入并联电容器组。

广州轨道交通主变电站动态无功补偿装置SVG应用发表时间：2018-09-18T15:19:18.417Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：党嗣玲[导读] 摘要：针对广州轨道交通主变电站110kV、33kV电缆进出线可能导致的无功功率倒送的情况，提出相应无功补偿装置方案，给出了详细的系统方案计算对配置SVG装置进行了经济效益分析，并介绍了基于A VC系统与调度中心配合控制方法，实现改造设备控制的无缝衔接，能够完全满足轨道交通运行调动要求，并推广应用至广州轨道交通主变电站。

(广州地铁集团有限公司)摘要：针对广州轨道交通主变电站110kV、33kV电缆进出线可能导致的无功功率倒送的情况，提出相应无功补偿装置方案，给出了详细的系统方案计算对配置SVG装置进行了经济效益分析，并介绍了基于AVC系统与调度中心配合控制方法，实现改造设备控制的无缝衔接，能够完全满足轨道交通运行调动要求，并推广应用至广州轨道交通主变电站。

关键词：电网主变电站无功功率 SVG 经济效益1 广州轨道交通主变电站目前存在的问题随着电网规模和电网格局发展变化，目前轨道交通主变电站均为电缆进出线。

电缆充电无功功率比普通架空线路高一个数量级，导致主变电站既需要一定的容性补偿以满足用户负荷的需求，同时在低谷期对感性无功需求也较大。

因此，顺应电网发展需要，急需对变电站无功补偿装置进行合理的配置设计。

传统无功调节设备为机械式并联电抗器、投切电容器，这些静止型调压手段，因调节不连续、响应速度慢，很难满足系统运行方式快速变化时的需求；此外，另一种无功补偿器SVC，响应速度很快，但由于呈现恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，因此应付突发事件的能力较弱，并且为了消除装置所产生的谐波，必须装设滤波器，占地面积较大，此外，过多的SVC装置容易引发系统振荡。

相比之下，新一代动态无功补偿装置SVG集动态补偿感性无功功率和容性无功功率于一身，能够动态补偿大范围快速变化的瞬时无功功率，是一种新型的无功功率补偿调节装置，已成为现代无功功率补偿装置的发展方向，是国内外电力系统行业的重点研究方向之一，它是较为有效的调压手段，能在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可在从感性到容性，全范围内连续调节，使得其无功输出相当于同容量SVC的1.4~2.0倍。

高压动态无功补偿装置（SVG）的应用QNSVG系列动态无功补偿及谐波治理成套装置通常由两部分组成：动态补偿装置SVG（又称为STATCOM）以及相并联的固定电容或电抗补偿。

该产品是拥有完全自主知识产权的创新型电力电子装置，是传统SVC的更新换代产品。

思源清能的SVG产品兼具动态无功补偿与谐波治理的功能，目前已应用在电力、风电、冶金、煤矿、石化等领域。

该产品是同类产品在国内工业领域的首批应用，整体性能达到国际先进水平，拥有八项发明专利，两项实用新型专利，两项计算机软件著作权，该产品获得“2005年北京市新产品”称号，2006年6月通过北京市工业促进局新产品新技术鉴定验收。

产品特点1、能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿；2、基于IGBT逆变器，为可控电流源型补偿装置，不会发生谐波放大及谐振，对系统参数不敏感，安全性与稳定性好；传统SVG对系统参数敏感，易发生谐波电压放大甚至谐振的现象；3、不仅不产生谐波，而且同时具备谐波补偿功能，在动态无功补偿的同时，可对13次以下的谐波进行滤除。

而SVG中TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波，导致TCR必须与大容量滤波器同时使用；4、SVC响应时间约40-60ms，而SVG响应时间一般不大于1ms。

用于配电网时，闪变抑制效果要比SVC 好2-3倍；用于输电网时，提高系统稳定性的效果也要远优于SVC；5、SVC是阻抗型特性，输出无功电流随母线电压降低而线性降低；SVG是电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响。

SVG的电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力，可用来进一步提高电力系统稳定性，而SVC不具备过载能力；6、SVG为电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力，可用来进一步提高电力系统稳定性，而SVC是阻抗型特性，输出无功电流随母线电压降低而线性降低，不具备过载能力；7、采用H桥串联的链式结构，直接接入6kV、10kV、35kV系统，成本降低。