無(wú)功補(bǔ)償裝置介紹

會(huì)計(jì)學(xué)1無(wú)功補(bǔ)償裝置介紹9/11/2022一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)1、無(wú)功補(bǔ)償配置的基本原則《依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》各電壓等級(jí)的變電站應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃和電源建設(shè)，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，配置適當(dāng)規(guī)模、類型的無(wú)功補(bǔ)償裝置；配置的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)不引起系統(tǒng)諧波明顯放大，并應(yīng)避免大量的無(wú)功電力穿越變壓器。35kV～220kV變電站低谷負(fù)荷主變高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)不高于0.95，但不應(yīng)過(guò)低，影響電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這里根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推薦不低于0.92。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，考慮避免電容器投退過(guò)于頻繁，影響開(kāi)關(guān)、電容器性能，低谷負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)可放寬到0.98。第2頁(yè)/共30頁(yè)一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)2、220kV變電站無(wú)功補(bǔ)償配置為更好的指導(dǎo)無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇，根據(jù)各單位的運(yùn)行情況，按照15%～25%（上限區(qū)域）和10%～15%（下限區(qū)域）配置。3、35~110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償配置35～110kV變電站的容性無(wú)功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償變壓器無(wú)功損耗為主，適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。容性無(wú)功補(bǔ)償容量按主變壓器容量的15%～30%配置。第3頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)4、風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償配置風(fēng)電場(chǎng)的電壓控制風(fēng)電場(chǎng)變電站高壓側(cè)母線電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%，一般應(yīng)控制在額定電壓的-3%～7%。風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償分為兩個(gè)部分即風(fēng)機(jī)自身的無(wú)功補(bǔ)償和用于補(bǔ)償變壓器及風(fēng)電送出線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電場(chǎng)內(nèi)集中無(wú)功補(bǔ)償。風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量總和不小于風(fēng)電裝機(jī)容量的30%～50%。5、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備響應(yīng)時(shí)間在30ms以內(nèi)。第4頁(yè)/共30頁(yè)有功功率有功功率：在交流電路中，電阻無(wú)件上所消耗的功率為有功功率。有功功率用P表示，單位是W、kW、MW等。無(wú)功功率無(wú)功功率：在交流電路中，電感或電容元件與電源之間只進(jìn)行能量的交換，而不消耗能量，我們把一部分功率稱之為無(wú)功功率。無(wú)功功率用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)等。一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)第5頁(yè)/共30頁(yè)一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)·視視視在在在功功功率率率用：S在表交示流，電單路位中是，VA電、壓kV與A、電M流VA有等效值的乘積，我們把這一部分功率稱之為視在功率。

功·率功因率數(shù)因：數(shù)在交流電路中，電壓與電流之間相位差（Φ

）的余弦叫做功率因數(shù)。在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值第6頁(yè)/共30頁(yè)無(wú)功對(duì)設(shè)備的影響1、降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出2、降低輸、變電設(shè)備的供電能力3、造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。4、造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。無(wú)功補(bǔ)償基本原理1、原理把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。

2、作用無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。一、無(wú)功補(bǔ)償基本知識(shí)9/11/2022第7頁(yè)/共30頁(yè)二、無(wú)功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展第8頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022SS

VV

CC

的主要分類TT晶CC閘RR管型控型制SS電VV抗CC器工（作T作CR原）原、理晶閘管投切電容器（TSC）、晶閘管投切電抗器TSR）、固定電容器/濾波器（FC）。其典型代表是晶閘管控制電抗器＋固定電容器/濾波器TTCCRR能型提VS供裝連置續(xù)中的，感通性常無(wú)裝功設(shè)功特率定，調(diào)濾諧波次器數(shù)兼的顧濾濾波波器和，補(bǔ)具償有容較性好無(wú)的功濾，波兩效者果配，合能使將用負(fù)，荷可波以動(dòng)對(duì)產(chǎn)無(wú)生功的功諧率波進(jìn)濾行去動(dòng)，態(tài)以補(bǔ)減償少,C 使諧得波并對(duì)系聯(lián)統(tǒng)濾波電能器質(zhì)中多量余的的影無(wú)響功。功率得到平衡，確保補(bǔ)償點(diǎn)的電壓維持不變。三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)第9頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)SVC的主要功能1、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功，提高功率因數(shù)；2、抑制電壓波動(dòng)及閃變，穩(wěn)定電壓；3、抑制諧波，減少諧波對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備的損害4、抑制系統(tǒng)振蕩，提高功率傳輸能力9/11/2022第10頁(yè)/共30頁(yè)三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)SVC的主要構(gòu)成第11頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)電抗器這部分是SVC中吸收無(wú)功或調(diào)節(jié)無(wú)功的主體?？梢匝a(bǔ)償線路的容性電流，限制系統(tǒng)電壓過(guò)高和

操作過(guò)電壓的產(chǎn)生。電抗器周圍存在很強(qiáng)的磁

場(chǎng)，所以周圍不能有距離太近的較大金屬物體。電抗器采用干式空心型式，冷卻方式為自然冷卻?？招碾娍蛊髋cTCR閥組串聯(lián)后接成三角形，然后并入電網(wǎng)。這樣的接線方式可以消化自身產(chǎn)生的3次諧波，不至于流入系統(tǒng)而增加3次諧波濾波裝置的投資。第12頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)電容器組或?yàn)V波器組向系統(tǒng)提供足夠的容性無(wú)功，并濾除電網(wǎng)的有害諧波。通常以濾波電容器（或并聯(lián)電容器）為主，濾波電抗器和濾波電阻等則是其附屬部件。這是

SVC中的固定容性無(wú)功部分。第13頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022三、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)SVC閥組1、晶閘管閥組是TCR無(wú)功變化的控制核心部分。2、閥體由一定數(shù)量的晶閘管、TCU、均壓電阻、均壓電容、散熱器及其附屬器件組成。3、閥組的冷卻方式一般采用純水冷卻。4、晶閘管閥組采用相位觸發(fā)控制方式，晶閘管觸發(fā)角度一般選擇在106°-165°之間。5、每相閥組中晶閘管元件的數(shù)量保有足夠的冗余度，當(dāng)每相中個(gè)別晶閘管損壞時(shí)，設(shè)備仍可正常運(yùn)行。35kV閥組冗余級(jí)數(shù)為2級(jí)，即使2只晶閘管發(fā)生保護(hù)性觸發(fā)，TCR也能正常運(yùn)行，超過(guò)2只故障控制系統(tǒng)會(huì)跳閘。第14頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022SVG的基本原理是：將電壓源型逆變器，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。通過(guò)調(diào)節(jié)IGBT器件導(dǎo)通角，控制直流逆變到交流電壓的幅值和相位。通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中所需的無(wú)功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，保持系統(tǒng)實(shí)時(shí)高功率因數(shù)運(yùn)行。圖為SVG原理圖，將系統(tǒng)看作一個(gè)電壓源，

SVG可以看作一個(gè)可控電壓源，連接電抗器或者可以等效成一個(gè)線形阻抗元件。SVG以安裝方式分類:戶外組合柜式、戶內(nèi)柜

式、戶內(nèi)框架式。以接入系統(tǒng)方式分類：降壓式、直掛式。四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第15頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）9/11/2022SVG的技術(shù)優(yōu)勢(shì)1、響應(yīng)時(shí)間更快（＜5ms）2、抑制電壓閃變能力更強(qiáng)（達(dá)到80%）3、運(yùn)行范圍更寬4、補(bǔ)償功能多樣化5、占地面積小6、不產(chǎn)生諧波7、不產(chǎn)生系統(tǒng)串、并聯(lián)諧振，系統(tǒng)運(yùn)行更可靠第16頁(yè)/共30頁(yè)SVG的主要組成：主要有連接電抗

器、啟動(dòng)裝置、

功率部分、控制

系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、

信號(hào)采集與傳輸?shù)容o助部分組成。四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第17頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022啟動(dòng)裝置主要有由啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)電阻、避雷器、隔離刀閘和接地刀閘等組成。主要作用：實(shí)現(xiàn)SVG自勵(lì)啟動(dòng)，限制上電時(shí)直流電容的充電涌流，避免IGBT模塊、直流電容損壞。SVG上電時(shí)，啟動(dòng)電阻串于充電回路，起限流保護(hù)作用；需將電阻通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)旁路后SVG方能投入運(yùn)行。連接電抗器主要作用：限制無(wú)功輸出電流；濾除裝置產(chǎn)生的高次諧波；將兩個(gè)電壓源連接起來(lái)。四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第18頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022SVG功率單元1、功率單元包括散熱器、IGBT、直流電容、銅排、

放電電阻、觸發(fā)板、電源模塊。2、功率單元板具有故障檢測(cè)功能，可以檢測(cè)IGBT過(guò)

流、直流側(cè)過(guò)壓

和功率單元超溫，實(shí)現(xiàn)對(duì)單元最主要最直接的保護(hù)。3、IGBT是自換相橋式電路的核心器件，通過(guò)控制

IGBT的通斷，將直流側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成與交流側(cè)電網(wǎng)同頻率的輸出電壓。4、直流電容為功率單元直流側(cè)提供直流電壓支撐。5、散熱器用于將工作中的IGBT的熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證IGBT正常工作。四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）功率單元9/11/2022IGBT模塊第19頁(yè)/共30頁(yè)四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要由PLC、顯示操作面板、主控制柜、分相控制箱、智能服務(wù)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)等部分組成。主要完成控制、保護(hù)和監(jiān)控功能。主控制柜由主控制箱、PLC、空氣開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器、觸摸屏等部分組成。分相控制柜主要為三臺(tái)分相控制箱。第20頁(yè)/共30頁(yè)水冷系統(tǒng)1、純水冷卻系統(tǒng)主要包括管路配件，循環(huán)

泵，補(bǔ)水裝置，緩沖水箱，水風(fēng)換熱器，過(guò)濾器，去離子設(shè)備，儀表以及水冷控制器。

2、閥組的冷卻采用去離子水來(lái)進(jìn)行。水冷系統(tǒng)通過(guò)水泵、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂保證送入閥組的純水循環(huán)并保持較高的水質(zhì)。閥組的冷卻媒質(zhì)是純水+乙二醇，可以保證零下40度不結(jié)冰。3、水冷系統(tǒng)的外冷卻，用風(fēng)冷卻裝置來(lái)做外冷卻。閥組的告警溫度為50℃，跳閘溫度為55℃。工作風(fēng)機(jī)當(dāng)溫度為25℃時(shí)啟動(dòng)，18℃時(shí)停止。四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第21頁(yè)/共30頁(yè)9/11/2022SVG的工作模式：恒裝置無(wú)功模式：該方式用于控制裝置輸出無(wú)功，裝置按設(shè)定容量輸出，通過(guò)這種方式可以測(cè)量裝置跟蹤無(wú)功的準(zhǔn)確性和階躍響應(yīng)速度。恒系統(tǒng)無(wú)功模式：可精確控制系統(tǒng)無(wú)功為設(shè)定的目標(biāo)值或范圍。負(fù)荷補(bǔ)償模式：該方式下，裝置通過(guò)檢測(cè)負(fù)荷或系統(tǒng)側(cè)電流自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置電流輸出，以提高系統(tǒng)或負(fù)荷電流的電能質(zhì)。電壓無(wú)功綜合控制模式：該模式用于控制系統(tǒng)側(cè)或用戶設(shè)定參考點(diǎn)處電壓，適用于風(fēng)電場(chǎng)等需要將考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在一定水平的場(chǎng)合。裝置通過(guò)調(diào)節(jié)其無(wú)功輸出使考核點(diǎn)電壓穩(wěn)定在用戶設(shè)定的電壓目標(biāo)值或范圍內(nèi)。9/11/2022四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第22頁(yè)/共30頁(yè)四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）SVG操作與維護(hù)1、SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投運(yùn)：將開(kāi)關(guān)室SVG接地刀閘拉開(kāi)將室外接地刀閘拉開(kāi)，并將隔離開(kāi)關(guān)合上，將開(kāi)關(guān)手車搖至運(yùn)行位置。將SVG控制柜上的“復(fù)位”按鈕按下，直到“合閘就緒”指示燈亮起，此時(shí)將SVG斷路器合上，SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置即可投入運(yùn)行。2、SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的停機(jī)：將SVG斷路器斷開(kāi)，SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置退出運(yùn)行。

3、如進(jìn)入檢修狀態(tài)需進(jìn)行如下操作：將室外隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，并將接地刀閘合上將開(kāi)關(guān)室SVG手車開(kāi)關(guān)搖至試驗(yàn)位置，并將接地刀閘合上9/11/2022第23頁(yè)/共30頁(yè)四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）SVG的操作注意事項(xiàng)：1、上電順序：先給二次控制系統(tǒng)上電，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的各種狀態(tài)量判斷系統(tǒng)狀態(tài)，若裝置正常，則就緒指示燈點(diǎn)亮。在裝置就緒的情況下才能上電運(yùn)行。

2、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置為高壓設(shè)備，操作時(shí)必需有高壓意識(shí)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。3、正常運(yùn)行時(shí)，不可以隨意按動(dòng)鍵盤或者操作按鈕，否則可能引起系統(tǒng)誤動(dòng)。9/11/2022第24頁(yè)/共30頁(yè)SVG的日常巡視：檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況，注意室內(nèi)溫度應(yīng)在0℃～+40℃。保持室內(nèi)清潔衛(wèi)生，保持設(shè)備表面清潔干燥。檢查SVG是否有異常響聲，振動(dòng)及異味。檢查所有電力電纜、控制電纜有無(wú)損傷，電力電纜端子是否松動(dòng)。檢查濾塵網(wǎng)是否通暢；散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。檢查設(shè)備構(gòu)架無(wú)傾斜，檢查設(shè)備構(gòu)架各螺栓連接可靠，不松動(dòng)，墊圈齊全。注意設(shè)備各部接點(diǎn)、絕緣子、套管等設(shè)備有無(wú)放電現(xiàn)象。檢查狀態(tài)指示與監(jiān)控系統(tǒng)是否顯示正常。檢查電抗器引線無(wú)過(guò)度松弛或異物搭接，聲音正常，震動(dòng)無(wú)異常。9/11/2022四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第25頁(yè)/共30頁(yè)SVG的特殊巡視：夜間巡視時(shí)，應(yīng)主要巡視設(shè)備各部節(jié)點(diǎn)、各部絕緣子、套管等設(shè)備外絕緣，有無(wú)放電、閃絡(luò)、冒火現(xiàn)象。雪天應(yīng)該注意設(shè)備端子及接頭處積雪有無(wú)熔化發(fā)熱等現(xiàn)象，套管表面有無(wú)冰凌及放電現(xiàn)象。大風(fēng)天應(yīng)該注意導(dǎo)線及引線有無(wú)損壞和擺動(dòng)過(guò)大情況，觀察端子處是否松動(dòng)，設(shè)備上有無(wú)飄掛雜物。構(gòu)架有無(wú)傾斜。雷雨及過(guò)電壓后，應(yīng)注意檢查套管、絕緣子、避雷器等瓷件有無(wú)放電痕跡和損壞情況，檢查避雷器及接地引下線有無(wú)燒傷痕跡，并作好記錄。在高溫、嚴(yán)寒、氣溫突變時(shí)，應(yīng)對(duì)溫度要求高的功率室、控制室加強(qiáng)巡視，防止由于空氣調(diào)節(jié)設(shè)備異常導(dǎo)致溫度超出正常范圍。9/11/2022四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第26頁(yè)/共30頁(yè)SVG停機(jī)后的維護(hù)工作：1、重新檢查所有電氣連接的緊固性；2、用修補(bǔ)漆修補(bǔ)生銹或外露的地方；3、用吸塵器徹底清潔設(shè)備，保證設(shè)備內(nèi)無(wú)塵；4、檢查柜體框架等絕緣件，如果在清潔之后仍然發(fā)烏變黑應(yīng)立即進(jìn)行處理；5、檢查所有冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，如果出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)等現(xiàn)象應(yīng)更換風(fēng)扇；9/11/2022四、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）第27頁(yè)/共30頁(yè)SVG維護(hù)注意事項(xiàng)：1、只有在動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置不帶電（高壓電和控制電）并且不存在高溫時(shí)才能接觸柜內(nèi)部件。2、在檢修時(shí)，要確保室外隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，接地刀閘合上。3、上、下電順序應(yīng)遵循啟機(jī)時(shí)先上控制電再上高壓主電，關(guān)機(jī)時(shí)順序相反。4、禁止在主電路有電時(shí)斷開(kāi)散熱系統(tǒng)電源，這樣會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱損壞裝置。5、SVG雖已經(jīng)斷開(kāi)電源