SVC簡介

（1）一般電力系統用戶負荷吸收有功功率P_L和無功功率Q_L。

   

電源提供有功功率P_S和無功功率Q_S（可能感性無功，也可能是容性無功），忽略變壓器和線路損耗，則有P_S=P_L，Q_S=Q_L。沒有無功吸收部分的電網存在以下幾個問題：

1）電網從遠端傳送無功；

2）負荷的無功沖擊影響本地電網和上級電網的供電質量。

因此，電力系統一般都要求對用電負荷進行必要的無功補償，以提高電力系統的帶載能力，凈化電網，提高電網電能質量。

   （2） SVC成套系統原理圖

FC回路兼顧濾波及提供固定的容性無功功率FC，MCR回路則調節磁控電抗器的晶閘管控制角，改變磁控電抗器鐵心的磁導率，使磁控電抗器的電抗值連續可調，從而改變相控電抗器輸出的感性無功MCR。

     MCR部分的感性無功與FC容性無功相抵消，只要能做到系統無功：

Q＝Qlod （負載所需）+Qsvc≈0或常數，

則能實現維持母線電壓不變或在一個事先設定的范圍。由于SVC的動態響應速度非?？?，響應時間100毫秒，即實現了無功功率的實時動態補償。同時SVC具有分相調節功能，使三相不平衡負載得以平抑制。

針對靜止型動態無功補償項目要求，供方提出單母線運行， 10kV母線上裝一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高壓動態濾波無功補償成套設備（SVC）,能同時解決系統無功補償仰制5次，7次以上諧波，5次濾波支路設計安裝容量900 kVar，7次濾波支路設計安裝容量900 kVar，另配磁控電抗器容量1000kVar，可實現系統無功動態基波補償容量0~1000kVar連續可調，功率因數維持在0.95以上。能夠有效的對系統的無功量進行跟蹤補償，做到無級調節，穩定電壓。

無功補償項目的方案進行設計，并提供此技術方案?？商峁o功補償項目的全部設計、制造、工廠試驗、包裝、運輸、保管、指導現場安裝調試和試驗、技術培訓、試運行的指導工作，以及質量保證期間及其后的服務等。

2.2.工程概況

2.2.1情況概述

變壓器容量ZHSZK-2100/10.5，電壓等級10kV。

2.2.2 環境條件

海拔高度：不超過1500米

最大月平均相對濕度：95%

最高環境溫度：+45°

最低環境溫度：-25°

最熱月24h平均最高溫度：+30°

污染：IP30

安裝地點無爆炸危險介質，周圍介質中不含破壞絕緣性能的氣體及導電介質，不允許充滿水蒸汽及有嚴重的霉菌存在，使用地點不應有較強烈的外磁感應強度。

2.2.3方案整體規劃

在10kV母線上裝一套采用ZRMCR＋ZRTBBL型的高壓動態濾波無功補償成套設備（SVC）,能同時解決系統無功補償，能夠有效的對系統的無功量進行跟蹤補償，做到無級調節，穩定電壓。

2.2.4補償容量

根據要求：高壓動態濾波無功自動補償成套設備（SVC）設備基波補償容量為：

Q_C1=1262Mvar

各濾波器支路設置綜合考慮可以發出的基波容量，采取最優化配置。在各濾波器支路基波容量和諧波源諧波電流確定的前提下，要計算濾波器其它參數，首先必須確定濾波電容器的額定電壓。濾波電容器的額定電壓受以下幾方面的影響：

l        母線電壓水平；

l        諧波電流加在電容器兩端的諧波殘壓；

l        串聯電抗器后電容器兩端電壓的升高；

l        電壓波動使電容器兩端電壓的升高。

按照要求：5次單調諧濾波支路電容器額定電壓取7kV、7次單調諧濾波支路電容器額定電壓取7kV。

利用輸出容量和安裝容量的關系，設備安裝容量可有以下公式得到：

式中  —安裝容量（kvar）

—輸出容量（kvar）

—系統標稱電壓（kV）

—補償電容器組耐壓限值（kV）

2.2.5參數的選擇

按照招標文件要求，高壓動態濾波無功補償成套設備（SVC）各個部分參數如下：

l     MCR部分：

額定容量：     1 Mvar

額定電壓：     10.5kV

最高工作電壓： 12kV

額定頻率：     50Hz

l     5次濾波電容器支路：

電容器參數的選擇

  型號規格:          AFM

額定電壓：         7kV

額定容量：         300 kvar

數量：             3只

l     7次濾波電容器支路：

電容器參數的選擇

  型號規格:          AFM

額定電壓：         7kV

額定容量：         300 kvar

數量：             3只

5次空芯濾波電抗器參數的選擇：

  型號規格：          LKGKL

  額定電流：          44.32A

額定電感：          20.8mH

7次空芯濾波電抗器參數的選擇：

  型號規格：          LKGKL

  額定電流：          40.7A

額定電感：          10.61mH

2.2.6 系統主接線圖

 

2.3.ZRSVC裝置的特點

2.3.1 概述1 ZRMCR主控制單元

控制系統采用微電子全數字芯片控制系統，實時監測系統電能質量數據，并通過高速計算，動態精密響應補償系統需求的無功。應用先進的交流電波分析技術，能夠在強干擾、強諧波等惡劣環境下，保證參數設定的正確性及工作的穩定性。具有 RS485、232遠程通訊功能，液晶顯示屏，操作簡捷，處處為用戶考慮，功能完備：監測、控制、數據備份、查閱、數據的轉存并適用于常用處理軟件的分析和利用，可實時分析該補償裝置系統的電流、電壓、有功、無功、電抗器電流；具有過壓，欠壓保護，過流保護，采樣電壓掉線保護，外部接入故障保護、本體故障保護、電壓越上下限報警、三相電流不平衡報警等保護。

1．2 磁控電抗器

磁控電抗器（MCR）是一種全新的無功補償設備，含有晶閘管和二極管等電子元件及相應的控制系統，屬于電力電子智能產品。MCR的淵源來自磁放大器以及傳統的飽和電抗器，但是由于他們的響應速度慢、損耗大、噪音大、諧波大等缺點，長期以來沒有得到廣泛的應用，“磁閥”概念的提出，大大改善了飽和電抗器在損耗、噪音以及諧波等方面的性能，為飽和電抗器性能上的突破奠定了基礎，而控制技術與電力電子在飽和電抗器中的創新應用，更是根本上改變了傳統飽和電抗器響應速度慢和控制困難的缺點。

圖2給出了MCR的原理示意圖。

圖2、MCR的原理示意圖

從圖中可以看出，MCR由一個四柱鐵心和繞組組成，中間兩個鐵心柱為工作鐵心，Nk為控制繞組，N為工作繞組。由于可控硅接于控制繞組上，其電壓很低，約為系統額定電壓的1%左右，從而大大提高了運行可靠性。當工作繞組兩端接上交流電壓時，控制繞組上就會感應出相應的電壓，以Nk的匝數為N的1%計，可控硅T1和T2上的電壓僅為工作電壓的1%，在電壓的正半周T1導通，在電壓的負半周T2導通，通過控制T1、T2的導通角即可控制直流激磁。導通角越小，ik1和ik2越大，鐵心飽和度越高，電抗器的感抗越小。因此，只要控制T1和T2的導通角大小，就可以平滑的調節MCR的容量。從圖中，還可以看出MCR具有自耦勵磁功能，省去了單獨的直流控制源。MCR的另一特點是小截面鐵心處于極限飽和狀態。而其他鐵心則處于不飽和狀態，降低了有功損耗（約為額定功率的0.9%），降低了諧波含量（約為TCR的一半左右，通過簡單的角接處理，諧波含量可以降至5%以下），噪聲也比較小。

MCR主體采用優質硅鋼片和漆包線，并采用低溫升設計，具有極高的可靠性，可以做到正常使用10年以上，只需定期進行簡單的常規檢查即可確保設備長期穩定運行，維護工作量極小，維護難度小，維護成本極低。由于主體設備為油浸電抗器，采用室外安裝方式，基建工作量非常小，基建投入降到最低。

1．3磁控電抗器執行單元

執行單元由電源變換、勵磁通斷控制、光電變換隔離單元組成，與電抗器安裝連接結構示意圖如圖3所示，勵磁系統工作電壓極低，只有幾百伏，電力電子元件全部采用進口優質低壓元件，所有這些元件都高度成熟可靠，勵磁系統自身具有完備的保護系統，可充分保證其運行的可靠與安全，勵磁系統與主控制單元采用光信號進行控制和狀態傳輸，保證系統具有很強的抗干擾能力和高度的可靠性。

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