1、電力行業(yè)標準“高壓靜止無功補償裝置SVC系列標準介紹潘艷 中國電力科學研究院，北京市 100085摘要：已報批的電力行業(yè)標準“高壓靜止無功補償裝置SVC系列標準由系統(tǒng)設計、晶閘管閥的試驗、控制系統(tǒng)、現(xiàn)場試驗和密閉式水冷卻裝置五個局部組成，文章介紹了該系列標準制定的背景、適用范圍和主要內(nèi)容，可供執(zhí)行時參考。關鍵詞：靜止無功補償裝置 標準 電力 高壓中圖分類號：1 制定背景高壓靜止無功補償裝置SVC是一種由高電壓、大容量晶閘管閥作為控制元件的動態(tài)無功補償裝置，是電力電子技術在電力系統(tǒng)的主要應用領域之一。SVC裝置在電力系統(tǒng)中主要起調(diào)相、調(diào)壓、提高輸電容量、改善靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性、抑制振蕩等；在工業(yè)企

2、業(yè)中可以改善電壓質(zhì)量諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡，提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量，在節(jié)能增效上有明顯作用。國內(nèi)電力系統(tǒng)和工業(yè)企業(yè)中研究和應用SVC已有二十幾年歷史，也有不少產(chǎn)品，主要有TCR晶閘管控制電抗器和TSC晶閘管投切電容器兩種型式，大都集中在工業(yè)和配電領域，容量一般為1055Mvar；其中TCR型裝置約有100多套，國產(chǎn)設備占四分之三以上。上世紀八、九十年代在我國輸電系統(tǒng)五個500kV變電站安裝了6套SVC裝置，容量為105170Mvar，均為進口設備。2002年，原國家電力公司下達了重點科技工程?100Mvar SVC國產(chǎn)化工程應用研究?，在遼寧鞍山紅一變進行SVC示范工程的實施，為電力系統(tǒng)

3、中SVC國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化打下根底。在中國電力科學研究院、遼寧省電力公司和鞍山市電力公司通力合作下，該示范工程于2004年成功投運。近些年來，SVC裝置其中以TCR為主以其補償效果好、技術成熟、造價相對低廉、性價比高和運行維護方便等優(yōu)點，在世界范圍內(nèi)始終占據(jù)著動態(tài)無功補償裝置的主導地位，且還在迅速而穩(wěn)定地增長。SVC裝置在國內(nèi)近幾年也有廣闊的開展空間，隨著“全國聯(lián)網(wǎng)和“西電東送工程的逐步實施，電網(wǎng)對平安性和電能質(zhì)量更高要求，使得原先可上可不上的SVC工程逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)的必備裝置。目前國內(nèi)外還沒有完整的SVC相關標準。國外與SVC有關的標準有3項，分別為IEC Std 61954-2003 ?Pow

4、er electronics for electrical transmission and distribution systems- Testing of thyristor valves for static VAR compensators ?、IEEE Std 1031-2000 ?IEEE Guide for the Functional Specification of Transmission Static VAR compensators? 、IEEE Std 1303-1994?IEEE Guide for Static var Compensator Field Test

5、s?。國內(nèi)等效IEC標準或參照IEEE標準而制定的國標有3項，分別為?輸配電系統(tǒng)的電力電子技術靜止無功補償器用晶閘管閥的試驗?，該標準等效采用IEC 619542003；?靜止型無功功率補償裝置SVC現(xiàn)場試驗?，該標準參照IEEE 13031994；?靜止型無功功率補償裝置SVC功能特性?，該標準參照IEEE 10312000。這3項國標目前已報批。為了適應我國電力工業(yè)開展的需要，加快電力電子應用技術的研究和這類裝置產(chǎn)業(yè)開展的標準化，提高產(chǎn)品質(zhì)量，有必要從SVC裝置的設計、制造、試驗和檢驗等方面制定統(tǒng)一遵循的系列行業(yè)標準，填補這類裝置在行標上空白。2 適用范圍本系列標準主要是針對晶閘管控制電抗

6、器TCR型和晶閘管投切電容器TSC型的SVC而編制，適用于輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中使用晶閘管的靜止無功補償裝置SVC新建工程。SVC可應用于6kV及以上電力系統(tǒng)，其中晶閘管控制的支路可直接掛接于66663kV系統(tǒng)。3系列標準的組成及主要內(nèi)容本系列標準由“系統(tǒng)設計、晶閘管閥的試驗、控制系統(tǒng)、現(xiàn)場試驗和密閉式水冷卻裝置五局部組成。3.1系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計主要由SVC的型式及接線方式、主要功能、主要參數(shù)和性能、SVC的設計根本條件、系統(tǒng)設計以及部件及子系統(tǒng)根本要求等幾局部組成。3.1.1型式及接線方式該局部闡述了幾種主要的SVC 型式、SVC在輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中的接入點、TCR型和TSC型SVC的接線方

7、式以及濾波支路的型式和接線方式。3.1.2主要功能該局部規(guī)定了輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)及工業(yè)用戶SVC應具有的主要功能。輸電系統(tǒng)的SVC應具有“正常工況下調(diào)相調(diào)壓即無功控制和電壓偏差調(diào)節(jié)和故障情況下電壓支撐、抑制工頻過電壓及減少電壓波動、改善系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高輸電功率、降低諧波水平等功能；配電系統(tǒng)及工業(yè)用戶SVC應具有“抑制電壓波動和閃變、校正三相電壓不平衡、降低諧波電流和諧波電壓和改善功率因數(shù)的功能。3.1.3主要參數(shù)和性能SVC的根本特性由穩(wěn)態(tài)電壓電流U/I特性所決定。其主要參數(shù)和性能由額定電壓、額定容量、動態(tài)調(diào)節(jié)范圍、參考電壓、斜率、響應時間和過載能力來描述。3.1.4 設計根本條件設計的根本條

8、件根據(jù)工程特點，原那么上由需方提供，但某些條件下可由供需雙方協(xié)商確定。由需方提供的SVC根本設計條件應包括環(huán)境條件、系統(tǒng)條件裝置連接點的額定電壓及變化范圍、公共連接點或考核點的背景電能質(zhì)量參數(shù)等、負荷條件用電協(xié)議容量、負荷容量及性質(zhì)等以及其它占地面積、布置方式、站用電條件等。3.1.5 系統(tǒng)設計該局部主要規(guī)定了系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容、設備布置的要求、設備的利用率、可靠性和損耗計算等。3.1.6 SVC部件及子系統(tǒng)根本要求該局部主要規(guī)定了SVC主要部件及子系統(tǒng)如晶閘管閥、冷卻系統(tǒng)、控制保護系統(tǒng)及相控電抗器等根本功能和特性。3.1.7 其它要求 涉及SVC裝置安裝、消防、采暖和通風等特殊的要求。3.2

9、 晶閘管閥的試驗本標準是修改采用等效了國際電工委員會IEC標準IEC 619542003和國標GB/T ××××-200×?輸配電系統(tǒng)的電力電子技術靜止無功補償器用晶閘管閥的試驗?已報批的內(nèi)容，并總結(jié)多年來的實際工程經(jīng)驗編寫而成。本標準主要規(guī)定了閥的型式試驗、出廠試驗和選項試驗的試驗條件、試驗步驟、數(shù)值及相關的標準。試驗工程如表1所示。1. 表1 SVC晶閘管閥試驗工程表試驗SVC型式試驗對象閥端對地絕緣強度試驗交流電壓試驗TCR/TSRTSC閥雷電沖擊試驗TCR/TSRTSC閥閥間絕緣強度試驗僅對多重閥單元交流電壓試驗TCR/TSRTSC多重

10、閥單元雷電沖擊試驗TCR/TSRTSC多重閥單元閥端間絕緣強度試驗交流電壓試驗TCR/TSR閥交流-直流電壓試驗TSC閥操作沖擊試驗TCR/TSRTSC閥運行試驗周期觸發(fā)及熄滅試驗TCR/TSR閥或閥段過電流試驗TSC閥或閥段最小交流電壓試驗TCR/TSRTSC閥或閥段溫升試驗TCR/TSRTSC閥或閥段電磁干擾操作沖擊試驗TCR/TSRTSC閥非周期觸發(fā)試驗TCR/TSRTSC閥出廠試驗外觀檢查TCR/TSRTSC連接檢查TCR/TSRTSC均壓/阻尼回路檢查TCR/TSRTSC耐壓檢查TCR/TSRTSC輔助部件檢查TCR/TSRTSC觸發(fā)檢查TCR/TSRTSC冷卻系統(tǒng)壓力試驗TCR/T

11、SRTSC選項試驗過電流試驗TCR/TSR閥或閥段恢復期間瞬時正向電壓試驗TCR/TSRTSC閥或閥段非周期觸發(fā)試驗 TCR/TSRTSC閥注：TSR為晶閘管投切電抗器3.3 控制系統(tǒng)本標準中對高壓無功補償裝置控制系統(tǒng)的通用技術條件、功能及性能要求、結(jié)構(gòu)和試驗進行了規(guī)定，包括控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、監(jiān)測、保護和觸發(fā)局部。3.3.1 通用技術條件該局部主要規(guī)定控制系統(tǒng)的使用環(huán)境條件要求、電源要求包括交流電源、直流電源和不間斷電源、額定參數(shù)、測量精度、過載能力及絕緣性能、電磁兼容性能等。3.3.2功能及性能要求SVC控制器控制各部件的運行狀態(tài)，使SVC滿足設計的要求，到達各預定的目標。本局部除了詳細規(guī)定了

12、控制系統(tǒng)應具備的自動調(diào)節(jié)計算、監(jiān)視、保護、通信、啟動和停止順序控制、文件記錄等功能外，還明確了觸發(fā)發(fā)系統(tǒng)的功能和要求。3.3.3試驗和其它要求這局部明確出廠試驗和型式試驗的試驗工程、試驗方法、試驗條件及合格判據(jù)，最后還明確了保裝、運輸和貯存等要求。3.4現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗分設備及子系統(tǒng)試驗、系統(tǒng)調(diào)試試驗和驗收試驗三個步驟。設備及子系統(tǒng)試驗是指在SVC主電路帶電前所有可能做的現(xiàn)場試驗，如有需要，可以對個別設備單獨進行高壓耐壓試驗，或?qū)刂葡到y(tǒng)或其它設備使用交流或直流低壓控制電源。這局部試驗應由供方負責完成。系統(tǒng)調(diào)試試驗是指在SVC主電路帶電情況下完成的對SVC規(guī)定性能進行檢驗的現(xiàn)場試驗。系統(tǒng)調(diào)試試

13、驗應在供方負責、需方協(xié)助的原那么下，由雙方共同完成。驗收試驗是指在SVC系統(tǒng)調(diào)試試驗完成后，需方對SVC規(guī)定性能再次進行驗證的現(xiàn)場試驗。驗收試驗應由需方負責完成，或由需方監(jiān)督供方完成。所有現(xiàn)場試驗程序應按照設備及子系統(tǒng)試驗、系統(tǒng)調(diào)試試驗和驗收試驗的次序完成。驗收試驗中與系統(tǒng)調(diào)試試驗重復的試驗工程，經(jīng)供方和需方協(xié)商并認可該試驗結(jié)果，在驗收試驗中可不再重復進行。本標準主要明確了上述三個步驟的試驗內(nèi)容、試驗順序以及相關要求等。3.5密閉式水冷卻裝置該局部主要明確了用于高壓靜止無功裝置閥的水冷裝置通用技術要求、性能要求、試驗和檢驗及制造工藝等內(nèi)容。3.5.1 通用技術要求和性能要求該局部主要規(guī)定了裝置

14、的正常工作條件、 絕緣強度要求、 主水性能要求、 冷卻能力要求、系統(tǒng)配置和控制保護要求、耐壓和滲漏要求及年利用率等。 3.5.2試驗和檢驗該局部主要規(guī)定了壓力試驗、主水電阻率試驗、水力性能試驗、單相閥水流量試驗、控制及保護性能試驗、電磁兼容試驗、連續(xù)運行試驗、水質(zhì)性能試驗、通訊試驗等試驗和檢驗工程的目的、要求及試驗程序。3.5.3制造工藝及其它本標準還規(guī)定了裝置的選材要求、焊接及安裝要求、裝置的清洗工程、清洗工藝、清洗方式以及裝置的包裝、運輸和存儲要求。4展望除了上述制定的電力行業(yè)標準外，事實上這方面還應有專業(yè)標委會配合產(chǎn)品或工程制定大量的相關標準，例如高壓靜止無功補償裝置晶閘管閥的設計技術標準等。目前由國家開展和改革委員會辦公廳批準成