SSVG系列高壓靜止無功發生裝置

產品概述

靜止無功發生器（SVG）又稱靜止式同步補償器（STATCOM），是基於大功率逆變器的動態無功補償裝置，以大功率三相電壓型逆變器為核心，其輸出電壓通過連接電抗接入系統，與系統側電壓保持同頻、同相，通過調節其輸出電壓幅值與系統電壓幅值的關係來確定輸出功率的性質，當其幅值大於系統側電壓幅值時輸出容性無功，小於時輸出感性無功。該裝置是目前最為先進的第三代電壓穩定及無功補償控制器，代表着柔性交流輸電技術的最新發展方向。

近年來，動態無功補償及諧波治理裝置越來越廣氾地應用於電網及電力用戶端，用於提高電網電壓穩定性、改善用戶電能質量並達到節省電能的目的。SVG用於輸電網，可提高電力系統穩定性、增加系統阻尼、抑制系統振盪，從而大幅度提高電壓傳輸能力。隨着我國跨區電網建設的迅速發展，電力系統的無功及動態電壓穩定問題日益凸顯，裝設高壓大容量SVG是最有效手段。

SVG用於配電網（又稱為DSTATCOM），可針對波動負載進行快速有效的動態無功補償，對電壓波動與閃變、負荷不平衡、功率因數及諧波進行補償，在有效改善電能質量同時，可取得明顯的節能降耗效益，例如，當SVG用於電弧爐、電石爐等負載進行補償時，平均耗電往往可降低4%-15%，經濟效益非常顯著。

產品可應用於如下行業：

電力行業，指各大電網公司、省電力公司、各地的供電公司

在電網變電站中，一般採用分級投切電容器組的方式來補償系統無功，穩定電網電壓並改善功率因數，此方式只能向系統提供容性無功，並且不能隨電網的變化而實現快速精確調節，容易造成向系統倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設備及系統穩定性

    SVG系統可以快速精確地進行容性及感性無功補償，在穩定母線電壓，提高功率因數的同時，徹底、方便地解決了無功倒送問題，並且，安裝新的SVG系統后，還可以利用原有的固定電容器組和晶閘管相控電抗器部分，用最少的投資取得最佳的效果。

電氣化鐵道及城市軌道交通行業

電力機車採用單相供電，這種單相負荷造成了供電網的嚴重三相不平衡和較低的功率因數，並產生負序電流，SVG可用於電鐵補償，動態提高牽引網功率因數，減少系統負序電流，抑制無功衝擊引起的電壓波動和閃變，消除電力機車牽引變流器產生的諧波。

風電場

風力資源的不確定性和風電機組本身的運行特性使風電機組的輸出功率是波動的，導致並網功率因數不合格、電壓偏差、電壓波動和閃變等問題，對於大容量風電場接入系統時還存在穩定性問題，都需要動態無功補償系統。另外，風力發電場一般短路容量小，風力發電機輸出功率的波動或負荷的波動都可能造成接入母線的電壓波動頻繁，不僅影響了電網的電能質量，對風機的正常發電運行也造成了影響。

SVG是風電場補償的最佳選擇，不僅可以滿足風電接入系統的功率因數、電壓波動和閃變等要求，還可以減少系統擾動對風機的影響，並可與低成本的電容器組集成，以低成本的解決方案實現無縫連接。SVG優異的動態性能，短期的高過載能力，可為整個風電場提供恆定電壓調節，功率因數調節和低電壓穿越。

軋機、提升機等大型工業負荷

軋機、提升機等大型工業電氣負荷系統由大功率交直流電動機和各種整流器、逆變器、變頻器等大功率電力電子設備組成。在工作中所產生的無功衝擊會引起電網電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設備不能正常工作，降低了生產效率，使功率因數低下，同時，負載的傳動裝置會產生有害的高次諧波，主要是5、7、11、13次為代表的奇次諧波，會使電網產生嚴重畸變，使工業配電網損耗變大，同時造成諧波尖峰電壓，損坏電纜絕緣。

SVG對軋機、提升機等負荷或其配電網進行電能質量治理，可以穩定系統電壓，滿足生產需要；同時大大提高功率因數，減少無功罰款和降低系統電能損耗，給冶金、礦山、石化、港口運輸等大型企業帶來巨大的經濟效益。

電弧爐

交、直流電弧爐作為非線性及無規律負荷接入電網，將會導致電網嚴重三相不平衡，產生負序電流，功率因數低下，存在嚴重的電壓波動和閃變，而且會產生高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨複雜化。

徹底解決上述問題的唯一方法是安裝具有快速響應速度的SVG，系統響應時間小於5ms，可以對電弧爐供電系統進行動態無功、諧波及不平衡負荷電流綜合補償，完全可消除電弧爐造成的三相不平衡，消除有害的各種諧波，抑制電壓波動，提高冶煉效率，帶來顯著的經濟效益。

工作原理

SSVG的基本原理是採用大功率全控型電力電子器件（IGBT）構成的鏈式電壓源型換流器，經過連接電抗器並聯在電網上，適當地調節換流器交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流，使該換流器吸收或者發出滿足要求的電流，實現動態無功補償和治理諧波的目的。

SSVG的電路原理圖見圖1和圖2。它主要由鏈式電壓源型換流器、連接電抗器、控制器、人機界面其他輔助設備（如並網開關、冷卻裝置等）組成。

圖2：SVG換流鏈基本電路

 

性能特點

主要功能：

n  快速動態無功補償，改善功率因數；

n  抑制電壓波動和閃變；

n  校正三相電壓不平衡（補償負荷不平衡電流）；

n  降低諧波電流和電壓。

主要特點：

n  補償功能多樣：SSVG既能補償無功功率，也能治理諧波電流和負序電流。

n  補償範圍寬：SSVG可以從額定感性工況到額定容性工況連續輸出無功，且多台並聯使用可構成任意範圍的連續補償。

n  動態響應速度快：SSVG具有5ms以內的快速輸出無功特性，因而對快速的衝擊負荷具有更好的補償效果，對電壓閃變也有更好的抑制效果；而傳統的SVC響應時間一般在40ms—60ms。

n  超強的無功補償和過載能力：SSVG呈現電流源特性，輸出無功電流不受母線電壓影響，在系統電壓跌落到20%時仍可以輸出額定無功電流甚至是短時的几倍額定電流（可根據用戶需求定製），使其具備較強的無功支撐能力和過載能力；而傳統SVC是阻抗型特性，輸出無功電流隨母線電壓降低而線性降低。

n  優異的諧波輸出特性：SSVG既可輸出近似正弦波的無功電流（不含諧波，用於無功補償），也可完全輸出特定次數的諧波電流（用於負荷諧波治理），即SVG輸出電流是完全有源可控的，完全滿足用的需要；而SVC產生大量不可控的諧波電流，需附帶大量不可控的無源濾波支路來消除自身產生的諧波電流。

n  佔地面積小：SSVG以全控型功率器件構成的換流器為核心，無SVC中體積龐大的濾波支路，安裝尺寸一般只有SVC的1/5—1/3，特別適合於對佔地面積要求較高的場合。

n  高效率：SSVG採用新型低損耗全控型功率器件，直接輸出電壓範圍3kV—35kV，省去了連接變壓器，裝置效率可達98%以上；其運行損耗一般只有SVC的30%—50%，等效運行耗電量大大低於SVC。

n  高可靠性：SSVG採用N+1或N+2冗余設計和模塊化設計，一個（或兩個）鏈節單元損坏后仍可繼續滿載運行。

n  完善的保護功能：SSVG具有過流、過熱、過壓等保護；同時，它與所接入的電力系統及其保護設備充分配合，能可靠避免出現誤動或拒動。

n  友好的人機界面和事件監視與記錄功能：控制系統具備的相關功能確保用戶可方便地獲知系統運行狀況和查詢運行曆史記錄。

 

產品型號

 

技術指標

額定工作電壓：3kV—35 kV；

功率因數：補償后系統功率因數≥0.95；

響應時間：最快可達5ms；

電流過載能力：1.1倍過載能連續運行；

                  1.2～1.4倍過載運行時間60秒/小時；

                  1.5倍以上過動運行時間不超過2秒；

工作電壓：≤1.2倍額定電壓；

電壓允許不平衡度：不超過6%；

保護功能：過流、短路、接地、過壓、欠壓、輸入缺相、超溫、控制電源故障、通訊故障等。

 

使用環境

環境溫度：-10℃～+40℃

相對濕度：不超過85%，不凝露

海拔高度：不超過1000m（＞1000m時降容運行或特殊定製）

安裝地點：垂直傾斜度不超過50，無火災、爆炸危險、導電塵埃、腐蝕性氣體及劇烈振動。

 

執行標準

      《電能質量  電壓波動和閃變》                    GB/T12326-2008

      《電能質量  公用電網諧波》                      GB/T14549-93

      《高壓靜止無功補償裝置 第1部分  系統設計》      DL/T1010.1-2006

      《電抗器》                                      GB/T10229

 

技術規格

6kV/10kV系列
產品 型號	電壓 （kV）	容量 （kVar）	相 數	冷卻 方式	外型尺寸(mm)
					寬	深	高
SSVG-500/6-HS	6	500	3	風冷	3800	1500	2200
SSVG-1000/6-HS		1000	3	風冷	3800	1500	2200
SSVG-2000/6-HS		2000	3	風冷	3800	1500	2200
SSVG-3000/6-HS		3000	3	風冷	4800	1500	2200
SSVG-4000/6-HS		4000	3	風冷	4800	1500	2200
SSVG-5000/6-HS		5000	3	風冷	5500	1500	2200
SSVG-6000/6-HS		6000	3	風冷	5500	1500	2200
SSVG-1000/10-HS	10	1000	3	風冷	6000	1500	2200
SSVG-2000/10-HS		2000	3	風冷	6000	1500	2200
SSVG-3000/10-HS		3000	3	風冷	6000	1500	2200
SSVG-5000/10-HS		5000	3	風冷	6800	1500	2200
SSVG-6000/10-HS		6000	3	風冷	6800	1500	2200
SSVG-8000/10-HS		8000	3	風冷	7500	1500	2200
SSVG-10000/10-HS		10000	3	風冷	7500	1500	2200

 

35kV系列
產品 型號	電壓 （kV）	容量 （kVar）	相數	冷卻方式	外型尺寸(mm)
					寬	深	高
SSVG-2000/35-HS	35	2000	3	風冷	12000	1500	2500
SSVG-5000/35-HS		5000	3	風冷	12000	1500	2500
SSVG-8000/35-HS		8000	3	風冷	12000	1500	2500
SSVG-10000/35-HS		10000	3	風冷	12000	1500	2500
SSVG-15000/35-HS		15000	3	風冷	15000	1500	2500
SSVG-18000/35-HS		18000	3	風冷	15000	1500	2500
SSVG-20000/35-HS		20000	3	風冷	15000	1500	2500
SSVG-25000/35-HS		25000	3	風冷	16000	1500	2500
SSVG-50000/35-HS		50000	3	風冷	18000	1500	2500

注：1、上述寬度為連接電抗櫃、換流櫃和控制櫃的寬度（不包括並網斷路器）。

2、以上數據僅供參考，產品由於設計改進，以具體提供技術方案時的尺寸為準。

3、電壓等級、容量、使用條件等有特殊需求的，請聯繫本公司。

訂貨須知

系統圖及參數：設備額定電壓、額定電流、運行電壓等；

負載設備正常運行時總有功功率及平均功率因數、目標功率因數或正常運行時所需無功補償容量；

進線方式、使用環境條件、訂貨數量、發貨時間、交貨方式、運輸方式等；

用戶可按我公司提供型號、容量、規格、數量訂貨，也可提供參數及要求由我公司設計確定規格型號；

安裝場地：戶內或戶外，尺寸；

其它特殊要求。