無功補償介紹

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   在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常會碰到無功補償系統(tǒng)，簡稱SVG。該系統(tǒng)由一些電力電子設備組成，主要對電網(wǎng)系統(tǒng)起到無功補償?shù)淖饔?，下面的簡單對這類設備做一個簡單介紹

一、SVG的效果

   SVG是典型的電力電子設備，由三個基本功能模塊構成：檢測模塊、操控運算模塊及補償輸出模塊。其作業(yè)原理為由外部CT檢測體系的電流信息，然后經(jīng)由操控芯片分析出當前的電流信息、如PF、S、Q等；然后由操控器給出補償?shù)尿寗有盘?，最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路宣布補償電流。

   SVG停止無功發(fā)生器選用可關斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當?shù)卣{理橋式電路溝通側輸出電壓的幅值和相位，或許直接操控其溝通側電流。迅速吸收或許宣布所需的無功功率，完結快速動態(tài)調理無功的意圖。作為有源形補償設備，不只能夠跟蹤沖擊型負載的沖擊電流，而且能夠對諧波電流也進行跟蹤補償。

二、SVG與SVC的差異

   SVG是英文StaticVarGenerator的縮寫，意思是停止無功發(fā)生器；SVC是英文StaticVarCompensator的縮寫，是無功補償器的意思

（1）SVG

   它可分為電壓型和電流型兩種，其既可供給滯后的無功功率，又可供給超前的無功功率。簡略地說，SVG的基本原理就是將自換相橋式電路經(jīng)過電抗器或許直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當調理橋式電路溝通側輸出電壓的相位和幅值，或許直接操控其溝通側電流，就能夠使該電路吸收或許宣布滿足要求的無功電流，完結功率無功補償?shù)囊鈭D。

（2）SVC

   它是用于無功補償?shù)湫偷碾娏﹄娮釉O備，它是運用晶閘管作為固態(tài)開關來操控接入體系的電抗器和電容器的容量，然后改動輸電體系的導納。按操控目標和操控方式不同，分為晶閘管操控電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（FC）配合運用的停止無功補償設備（FC+TCR）和TCR與機械投切電容器（MSC）配合運用的設備。

   點評：SVG是調全體系電壓的主要設備，個人認為其中心為自換向橋式電路，經(jīng)過IGBT（風機中均依照有該元件）操控完結自換相橋式電路的電流的改變，而自換相橋式電路一般有多個功率單元（現(xiàn)在暫還不清楚）串聯(lián)安排，構成一個星形接線，宣布補償電流進而調整母線電壓。

三、SVG與SVC比照之長處

   STATCOM與同步調相機、SVC設備比較具有如下長處：

   1)選用數(shù)字操控技能，體系可靠性高，基本不需求保護，能夠節(jié)省很多的保護費用;

   2)在提高體系的暫態(tài)穩(wěn)定性、阻尼體系震動等方面的功能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的同步調相機;

   3)操控靈敏、調理速度更快、調理速度廣，在理性和容性運轉工況下均可連續(xù)快速調理，呼應速度可達毫秒級;

   4)停止運轉、安全穩(wěn)定，沒有調相機那樣的大型轉動設備，無磨損，無機械噪聲，將大大提高設備壽命，改善環(huán)境影響;

   5)對電容器的容量要求不高，能夠省去常規(guī)設備中的大電感和大電容及巨大的切換機構，使STATCOM的體積小、損耗低;

   6)銜接電抗小。STATCOM接入電網(wǎng)的銜接電抗，效果是濾除電流中存在的較高次諧波，另外起到將變流器與電網(wǎng)銜接起來的效果，因此其電感量遠小于補償容量相同的TCR等SVC設備所需的電感量

   7)STATCOM輸出電流不依賴于電壓，表現(xiàn)為恒流源特性，具有更寬的運轉范圍。而SVC本質是阻抗型補償，輸出電流和電壓成線性關系。因此體系電壓變低時，同容量STATCOM能夠比SVC供給更大的補償容量

   8)STATCOM比SVC具有更快的呼應速度，因而更適合按捺電壓閃變。STATCOM呼應時間在10ms以內，而SVC呼應時間一般在20～40ms。STATCOM從額外容性無功功率變?yōu)轭~外理性無功功率(或相反)可在1ms之內完結，這種呼應速度完全能夠勝任對沖擊性負荷的補償;

   9)STATCOM的橋式電路選用多重化技能、多電平技能或PWM技能來消除次數(shù)較低的諧波，并使如7、11等較高次數(shù)諧波減小到能夠接受的程度。而SVC本身要發(fā)生一定量的諧波，如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大，占基波值的5%～8%;其他如SR，TCT等也發(fā)生3、5、7、11等次的高次諧波，這給SVC體系的濾波器規(guī)劃帶來許多困難;

   10)在故障條件下，STATCOM比SVC具有更好的操控穩(wěn)定性。SVC運用了很多電容器電抗器，當外部體系容量與補償設備的容量可比時，SVC會發(fā)生不穩(wěn)定性。STATCOM對外部體系運轉條件和結構改變不靈敏;

   11)STATCOM比同容量SVC占地面積小、成本低。STATCOM因為運用直流電容器儲能，能夠減小電容器體積，且不需求并聯(lián)電抗器即能夠操控無功功率平滑改變，因此裝置尺寸大大減小;

   12)STATCOM能夠在一定范圍內供給有功功率，削減有功功率沖擊。SVC只能供給無功功率，不具有供給有功功率的功能。

   SVG與SVC無功補償設備的比照分析

   與SVC相比，SVG在以下幾方面優(yōu)于SVC：

一、作業(yè)原理不同

   (1)SVC能夠被看成是一個動態(tài)的無功源。依據(jù)接入電網(wǎng)的需求，它能夠向電網(wǎng)供給容性無功，也能夠吸收電網(wǎng)剩余的理性無功，把電容器組一般是以濾波器組接入電網(wǎng)，就能夠向電網(wǎng)供給無功，當電網(wǎng)并不需求太多的無功時，這些剩余的容性無功，就由一個并聯(lián)的電抗器來吸收。電抗器電流是由一個可控硅閥組操控，借助于對可控硅觸發(fā)相角的調整，就能夠改動流過電抗器的電流有效值，然后保證SVC在電網(wǎng)接入點的無功量正好能將該點電壓穩(wěn)定在規(guī)則范圍內，起到電網(wǎng)無功補償?shù)男Ч?/span>

   (2)SVG以大功率電壓型逆變器為中心，經(jīng)過調理逆變器輸出電壓的幅值和相位，或許直接操控溝通側電流的幅值和相位，迅速吸收或宣布所需的無功功率，完結快速動態(tài)調理無功功率的意圖。

二、呼應速度快

   一般SVC的呼應速速是20—40ms;而SVG的呼應速度不大于5ms，能更好的按捺電壓動搖和閃變，在相同的補償容量下，SVG對電壓動搖和閃變的補償效果最好。

三、低電壓特性好

   SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。這一長處使SVG用于電壓操控時具有很大的優(yōu)勢，體系電壓越低，越需求動態(tài)無功調理電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無功電流與體系電壓沒有關系，能夠看作是一個可控穩(wěn)定的電流源，體系電壓下降時，仍能輸出額外無功電流，具有很強的過載才能;而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，體系電壓越低，輸出無功電流的才能成比例下降，不具有過載才能。因此SVG的無功補償才能與體系電壓無關，而SVC的無功補償才能隨體系電壓的下降線性下降。

四、運轉安全功能提高

   SVC以可控硅調理電抗加多組電容作為無功補償?shù)闹饕侄?，極容易發(fā)生諧振擴大現(xiàn)象，導致安全事故，體系電壓動搖大時，補償效果受很大影響，運轉損耗大;SVG配套電容器不需求設置濾波器組，不存在諧振擴大現(xiàn)象，SVG是有源型補償設備，是選用可關斷器件IGBT構成的電流源設備，然后避免了諧振現(xiàn)象，運轉安全功能大大提高。

五、諧波特性

   SVC運用可控硅操控電抗器的等效基波阻抗，不只受到體系諧波影響大，而且本身會發(fā)生很多的諧波，必須配套選用濾波器組，濾除SVC本身發(fā)生的諧波含量;SVG選用三電平單相橋技能，單相可輸出5電平電壓波形，選用載波移相的脈沖調制方法，不只受體系諧波影響小，還能夠按捺體系的諧波。與SVC相比，SVG選用多重化、多電平或脈寬調理技能等辦法后，大大削減了補償電流中的諧波含量。

六、占地面積小

   在相同的補償容量下，SVG的占地面積比SVC的削減1/2到2/3。 因為SVG運用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了設備的體積和占地面積;SVC中的電抗器不只本身體積比較大，而且考慮到相互間的裝置距離，全體占地面積較大。

   綜上所述，SVG無功補償設備因為呼應速度快、諧波含量少、無功調理才能強等長處，能夠大大改善電網(wǎng)的電能質量，現(xiàn)在已成為無功補償技能的發(fā)展方向。在眾多的微機保護產(chǎn)品中，也有針對與對于SVG的保護。一般安裝在高壓開關柜上，當出現(xiàn)故障時，直接跳開高壓開關柜。

文章來自電力微機保護網(wǎng)