35kV动态无功补偿装置(SVG)冷却方式技术改造
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一、 SVG无功补偿装置的应用场合凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置(这是国家电力部门的规定),特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。
大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。
居民区除白炽灯照明外,空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。
农村用电状况比较恶劣,多数地区供电不足,电压波动很大,功率因数尤其低,加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。
二、 SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势1、补偿方式:国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。
SVG采用的是电源模块进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.98以上,这是目前国际上最先进的电力技术。
2、补偿时间:国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间,SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。
无功补偿需要在瞬时完成,如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有,不该要无功的时候反而来了的不良状况;3、有级无极:国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿,每增减一级就是几十千法,不能实现精确的补偿。
SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿,完全实现了精确补偿;4、谐波滤除:国内的无功补偿装置因为采用的是电容式,电容本身会放大谐波,所以根本不能滤除谐波,SVG不产生谐波更不会放大谐波,并且可以滤除50%以上的谐波;5、使用寿命:国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制,造成使用寿命较短,一般在三年左右,自身损耗大而且要经常进行维护。
SVG使用寿命在十年以上,自身损耗极小且基本上不要维护。
三、为什么要使用无功补偿装置无功补偿技术是一种很传统的电力技术,它代表了一个国家电力水平的高低,无功补偿通俗的讲就是将低压变压器传输过来的无用功转变为有用功。
山西华晋韩咀煤业35kV变电站新建工程10kV动态无功补偿与谐波治理装置(SVG型)技术规范书山西晋通电力勘察设计院一月一. 总则1.投标人应具有招标公示所规定旳资质,具体资质规定详见招标文献旳商务部分。
2.投标人须仔细阅读涉及本技术规范在内旳招标文献论述旳所有条款。
投标人提供旳设备应符合招标文献所规定旳规定。
3. 投标人保证提供旳产品符合安全、健康、环保原则旳规定。
投标人对成套设备(含辅助系统与设备)负有所有技术及质量责任,涉及分包(或采购)旳设备和零部件。
招标人有权参与分包、外购设备旳采购技术谈判,投标人和招标人协商,最后招标人拟定分包厂家,但技术上由投标人负责归口协调。
4. 本招标文献技术规范提出了对SVG旳技术参数、性能、构造、实验等方面旳技术规定。
5. 本招标文献提出旳是最低限度旳技术规定,并未对一切技术细节做出规定,也未充足引述有关原则和规范旳条文,投标人应提供符合本技术规范引用原则旳最新版本原则和本招标文献技术规定旳全新产品,如果所引用旳原则之间不一致或本招标文献所使用旳原则如与投标人所执行旳原则不一致时,按规定较高旳原则执行。
6. 如果投标人没有以书面形式对本招标文献技术规范旳条文提出差别,则意味着投标人提供旳设备完全符合本招标文献旳规定。
如有与本招标文献规定不一致旳地方,必须逐项在“技术差别表”中列出。
7. 本招标文献技术规范将作为订货合同旳附件,与合同具有同等旳法律效力。
本招标文献技术规范未尽事宜,由合同签约双方在合同谈判时协商拟定。
8. 若投标人所提供旳技术资料合同前后有不一致旳地方,以有助于设备安装运营、工程质量为原则,由招标人拟定。
9. 本招标书中波及有关商务方面旳内容,如与招标文献旳商务部分有矛盾时,以商务部分为准。
10. 在签订合同之后,招标人有权提出因规范原则和规程发生变化而产生旳某些补充规定,在设备投料生产前,投标人在设计上予以修改。
具体项目由买卖双方共同商定。
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。
SVG动态无功补偿装置主要性能及技术要求李芹摘要:SVG(Static Var Generator)称为“静止无功发生器”,它基于瞬时无功功率的概念和补偿原理,以大功率可关断电力电子器件组成的逆变器为核心,相应的自动控制和保护系统等组成的成套装置,通过实时的数据采集、计算和控制,动态跟踪电网电能质量变化,并根据变化情况动态调节无功输出,可以实现负荷的连续调节,实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。
关键词:变压器;系统监控;额定容量;保护;电压每套SVG成套装置主要由降压变压器、控制系统、功率单元等组成;SVG成套装置应满足无功功率补偿、电压调节、功率因数及谐波治理等的技术要求。
SVG装置以母线无功功率及母线电压作为控制目标,通过实时的数据采集、计算和控制,动态跟踪电网电能质量变化,并根据变化情况动态调节无功输出,可以实现负荷的连续调节,实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。
SVG装置主要包括以下几部分:(1)降压变压器;(2)SVG功率柜;(3)SVG控制柜(含SVG控制保护系统),(4)SVG充电柜(含充电回路等),(5)其他辅助设备(包含电缆等)。
整体技术要求成套装置应满足无功功率、电压调节、功率因数及谐波治理等的技术要求,并要求达到以下技术指标:(1)输入电压:三相35kV,允许波动-15%~+10%。
控制电压波动范围:≤±2%,(2)额定频率:50Hz;(3)整体系统损耗:≤2%;(4)系统响应时间:<10ms,投标人提供具体参数;(5)噪声(风扇运行时):≤70dB;(6)过载能力:动态无功补偿装置应具有短时过载能力,过载无功补偿容量为成套装置总容量的15%;(7)系统监控:系统运行数字记录,多输入,报警及警告信号;(8)冷却方式:热管自冷,具备强制风冷措施。
投标人应提供详细通风冷却方案供招标人确认;(9)调节方式:无级调节,感性、容性连续可调。
主要性能要求(1)功率因数补偿SVG投入补偿后,110kV进线点(电力部门计量点)的实时功率因数值不小于0.95(滞后、无过补)。
光伏发电30MWp工程35kV动态无功补偿装置技术规范书年月供货需求表说明:1、本期工程装设动态无功补偿容量为 3.46Mvar, SVG输出范围:-3.46Mvar~+ 3.46Mvar容性范围内连续可调。
2、整体占地面积要求在满足电气及防火技术要求的基础上尽可能合理优化。
投标提供附图:35kV SVG设备技术规范书附图。
3、动态无功补偿装置容量等相关参数为暂定值,待接到业主“生产通知”后再安排生产。
4、设备能够在当地环境中满足正常运行的要求。
5、进线电缆支架和变压器防护围栏由卖方提供。
6、签协议时,需提供满足施工图设计深度的总装图和基础安装尺寸图(电子版及纸介质)。
1 总则(1)本规范书适用于光伏发电30MWp工程中35kV静止型无功发生器(SVG)。
它提出了对该设备的功能设计、结构、安装和试验等方面的技术要求。
(2)本规范书提出的是具体的技术要求,并对一切技术细节作出规定。
卖方提供符合本规范书、国家相关标准和IEC标准的优质产品。
(3)本规范书所使用的标准如与买方所执行标准不一致时,按水平较高标准执行。
(4)卖方没有以书面形式对规范书的条文提出异议,提供的产品完全符合招标的要求。
(5)本规范书经买卖双方确认后作为合同的技术附件,与合同正文具等同法律效力。
随合同一起生效。
本规范书未尽事宜,双方协商确定。
2 项目概况张家口市地处河北省西北部。
东南距首都北京170公里,西邻“煤海”大同180公里,北接内蒙古草原,世称“神京屏翰”之域。
张家口市地域广阔,属中温带亚干旱气候区,昼夜温差大,光照充足,地形多样,水源充足,适宜多种农作物生长。
境内有京包、大秦、宣庞三条铁路干线,主要公路干线有110、112两条国道,宣大、京张高速公路、丹拉和张石高速公路跨越县境。
全县13个乡镇全部通油路,306个行政村全部通公路。
本期工程为一期工程,建设规模为30MW。
本期新建一座110kV升压站。
3 项目建设环境条件光伏发电30MWp工程位于张家口市深井镇官地房村东北百褶山南麓缓坡,东北距宣化区约20km,北距张家口市约30km。
35kV动态无功补偿装置(SVG)冷却方
式技术改造
尚衍超
国投江苏新能源有限公司
一、总体介绍
调研电网公司了解,随着电网考核制度完善和加强,为实现“双碳”目标,高耗能产业面临限产、限电,新能源企业面临着严峻考验。
近期江苏电网重新修订统调发电机组考核管理方法中第33条“加强对AVC投运与调差能力的考核”。
响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造,大幅度提高设备稳定性,减少电网公司两个细则的考核,减少维护成本,对不满足要求进行改造。
二、案例背景
响水恒能永能太阳能发电有限公司于2014年12月25日并网发电,装机规模120MW。
响水光伏电站安装1套35kV 24Mvar户内风冷直挂SVG成套设备,由思源清能电子有限公司生产,型号为QNSVG-24/35。
电站自投运发电以来,已连续运行8年,电站所处地理东部沿海及化工厂边缘,环境湿
度及盐碱度较大,SVG设备受恶劣环境导致大量电路板老化
严重,设备故障率较高。
三、问题分析
(一)电网考核
电网公司因SVG故障造成对电网无功调节不足导致的电压不合格率考核,
AVC调节能力不满足电网要求被考核,影响电站在江苏省两个细则执行情况的评
比排名。
(二)设备安全
SVG设备老化造成设备绝缘性能下降,长期运行可能会导
致电气设备发生火灾风险,威胁其他设备安全与运维人员安全。
(三)运维投入
SVG设备老化造成AVC调节能力大幅度下降,调峰调压、
调峰度夏期间以及重大节假日,运维人员需花费更多时间和
精力对设备全方面维护检修,花费较大的人力和财力及物力,对电站安全稳定运行造成一定影响。
(四)设备故障
自2021年4月7日SVG设备故障跳闸23次,停机时长2800h,故障原因主要为模块过温跳闸及模块通讯及驱动故障跳闸。
(五)解决方案
响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造,大幅度提高设备稳定性,减少电网公司两个细则的考核,减少维护成本,对不满足要求进行改造,提出以下两种解决方案:
1.根据现场实际运行需求,原有35kV户外风冷直挂SVG 成套设备户外隔离开关、启动装置(包括启动开关和启动电阻)、避雷器、连接电抗器、隔离开关至开关柜一次电缆和二次电缆、围栏可利旧;交直流屏、后台、采样、开关柜位置等至控制柜二次电缆可利旧,但是考虑水冷与风冷结构差异,同时考虑距离偏差需增加转接端子箱及续接二次电缆。
其余设备需全部更换。
2.原SVG设备厂家,依旧采用风冷散热形式进行技改。
考虑到现场运行的原SVG设备采用风冷散热形式且运行7年时间,部分SVG内部模块设备已达到使用损耗报废标准,需要将原设备SVG的模块全部换新。
(一)水冷优点
(1)冷却方式良好:可调,按水温调整。
(2)密闭性完整:可以完全密闭。
(3)冷却效果好:受环境影响小,冷却效果好,设备寿命长。
(4)环境适应性好:设备几乎不受凝露、盐雾、风沙、盐碱和暴雪(5)等恶劣环境影响,工作稳定。
(6)设备维护可靠:冷却设备维护工作量小,维护周期为1~2年。
(7)可靠性密闭清洁:设计运行条件可以良好得以保证。
(8)热容性热容较大,断水1分钟内不会造成设备过温失效。
(9)运行噪音小,在60dB以下。
(10)运行损耗平均运行损耗小。
(11)技术要求水冷设备系统复杂,对技术要求高。
四、工作过程及措施对策
改造方案提供的水冷系统,技术先进、运行稳定、性能优异。
水冷系统相比传统的风冷方式,具有高功率密度、安全
裕量大、环境适应能力强和噪音小等突出优点,是目前大功
率电力电子设备SVG首选的冷却方式。
水冷方案的描述如下:
水冷系统的内循环为水冷环路,外循环为风冷方式,如下图所示。
IGBT产生的热量通过水冷散热器传递到循环水流中,热水汇流至主出水管在水泵的压力作用下,流经安装在设备
外部的水-空热交换器,经铜管和翅片将热量进一步传递给外部风冷系统,同时水流降温后回流至主进水管。
整套水冷系
统是自循环系统,因此提高设备的防尘能力和环境适应性,
从而大大提高可靠性。
(1)水冷散热方案描述
将SVG室全密封,设备发出95%的热量均通过水热交换器
带走,其余5%由空调散热。
(2)水冷散热方案特点
设备与外界隔绝,因此可以适应各种恶劣环境。
在施工阶段时间安排上分为四个阶段:土建施工;配电设备施工;电缆铺设及SVG安装、系统调试收尾交工。
按子系
统进行调试,按子系统进行竣工交接验收。
A)土方
A-1 开挖:土方开挖采用机械开挖,沟槽挖好后及时埋管,待工程师验收合格后及时回填。
A-2 土方回填:土方回填前将填土部位的垃圾及杂物等清理干净,回填土分层铺摊,每层铺土厚度控制在180 mm 内,采用人工夯实,每层夯三遍,一夯压半夯,夯夯相连,行行
相连,纵横交叉,并加强对边缘部位的夯实。
B)电缆铺设
准备工作→直埋电缆敷设;电缆沿支架、桥架敷设→铺砂盖砖→回填土→埋标桩→水平敷设→垂直敷设→挂标志牌→
管口防水处理→剥麻刷油→挂标志牌。
C)系统调试及试车
为确保系统安全投入运行和保护装置及自动控制线路的可靠工作,除单体元件调试外,还必须进行各种保护装置及自控系统的全面调试工作。
调试人员应在调试前,熟悉各种保护装置和自控线路的动作原理图,同时还要了解安装总体布置,对整个的变配电系统布置格局、设计意图和有关继电保护动作整定值。
(1)一般性检查。
(2)用500V 摇表测取二次回路的绝缘电阻。
测量前将二次回路接地点及不能承受摇表电压的元件拆除。
(3)进行变配电系统各种继电保护装置的系统调试,进行整组试验。
(4)模拟试运行。
(5)带电试运行。
(6)空载试运行。
(7)负载试运行。
五、结果分析
1、满足省电力公司“两个细则”运行管理相关要求,减少因设备原因造成的“两个细则”考核风险。
2、通过对现SVG室空余位置改造,可实现专列的备品备件间用于存放电力安全生产需要的物资,同步实现标准化管理。
3、减少故障损失电量和维修成本。
六、启示与点评
响水恒能永能光伏电站于2020年5月收购以来,自2014年并网以来,已运行8年有余,随着江苏省电网公司对SVG设备性能要求逐渐提高和考核力度的加大,针对电站老旧设备需要重新评估运行能力,针对高故障率、缺陷多的设备进行技术改造,可提高设备稳定性,提升电站收益和发电量。
对于项目公司和运维团队来说,提前预警此类风险,一是避免了设备运行不稳定带来的人力、物力的投资,二是消除了设备安全隐患,避免站内设备存在较大缺陷,三是针对其他设备开展排查,邀请厂家到站,对设备运行状况进行评估消缺。