1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。SVC靜止型動態無功補償解決方案SVC靜止型動態無功補償解決方案SVC靜止型動態無功補償解決方案1         系統需求概述隨著中國經濟的迅猛發展以及新能源應用的推進，對電力系統運行的安全性、可靠性和經濟性以及對電能的質量的要求越來越高。一些大功率負荷的投入、退出，或者系統局部故障等，都會造成系統中有功功率和無功功率的大幅擾動，從而對電網的穩定性和經濟性產生影響。同時，這些擾動引起的電磁暫態過程產生的過電流和過電壓又往往

2、會危害到有關電器設備的安全。快速有效地調節電網的無功功率，使整個電網負荷的潮流分配更趨合理，這對電網的穩定、調相、調壓、限制過電壓等等方面都是十分重要的。另外，現在的直流輸電工程日益發展，大功率換流裝置（無論整流或逆變）都需要系統提供大量無功功率。特別是一端為弱系統或臨近的交流系統發生故障時，如果不能迅速補償大幅度波動的無功功率，就會導致系統失控或瓦解。在SVC出現前，人們除了精心設計和布局整個電網外，往往采用下面幾種經典的辦法或設備來調節電網的無功功率。 1）、適當調節發電機勵磁，以調節機組運行功率因數。 2）、在交流系統適當地點（或直流輸電弱系統側）裝設同步調相機。 3）、使用帶抽頭或有載

3、開關的變壓器，通過調節電網某些點的電壓來調節潮流。 4）、采用串聯補償電容器來改善受端電壓，提高電網極限傳輸能力并增強系統的穩定性。 5）、用開關投切并聯電抗器或電容器，以滿足系統隨時變化的無功功率需求量，達到調相調壓的目的。這幾種措施和方法，有些因其固有的優點，迄今仍為人們采用著。但是，許多方法明顯存在著響應速度慢、調節性能差、運行維護和管理不便、長年運行損耗過大、自動監控跟蹤性能差以及對整個電網的技術效益和經濟效益都偏低等等缺陷。現在，性能優良的SVC（靜止型動態無功補償器）正逐步替換這些陳舊的設備。尤其在一些重要的場合，如大型鋼廠，風力發電廠以及在大型復雜電網運行中有特殊要求的電站，SV

4、C正獲得越來越全面的應用。下文根據幾種SVC典型的用戶類型和容量詳細介紹SVC產品，并給出了推薦配置方案及組屏設計實現方案。2         SVC系統及配置原則靜止無功補償（SVC）系統主要由SVC控制裝置、保護裝置、閥控設備、水冷系統、TCR閥組、濾波器組、電抗器以及輔助設備等部分組成，具體包括：PCS-9580 SVC控制裝置、各種容量及電壓等級的PCS-KGDB-XXX/XXX系列閥組設備、ZD_PCS-9586系列的閥控設備、各種容量的 LSFXX 系列水冷設備、各種容量及電壓等級的PCS-FCX-XX

5、/XX系列濾波器裝置以及 RCS-963X系列濾波器保護裝置、RCS-9647X系列電抗器保護裝置等。按照用戶對SVC系統的要求進行選擇，包括：調節目標的要求、SVC母線電壓等級、SVC容量要求、濾波效果要求等，SVC系統設備配置必須完全滿足用戶運行工況的需要；按照系統型譜進行選擇，力求選擇標準系統，如有不同，應使不同部分為最小。2.1        PCS-9580 SVC控制裝置包括以下幾個方面的內容1）關于系統冗余：a.     對于電力系統和大型鋼廠用戶，建議冗余配置，即配置兩

6、套PCS-9580 SVC控制裝置。b.     對于小型鋼廠，也可根據費用情況，選擇冗余配置或單配置。2）關于供電電源：冗余配置裝置（每個裝置）配置2路110V直流電源或2路220V直流電源；單配置裝置配置1路110V直流電源或1路220V直流電源；2.2        PCS-KGDB-XXX/XXX系列閥組包括以下幾個方面的內容1）關于電壓等級：根據SVC接入點母線電壓等級來選擇相應電壓等級的閥組，如果用于110KV及以上電壓等級的電站，需要增加變壓器第三繞組（35KV），閥組最

7、高電壓等級為35KV。2）關于可控硅選擇可選用雙向可控硅的閥組，也可選用反并聯的單向可控硅的閥組，成本也低； 前者優點占地面積小，便于安裝與維護；后者成本低。下圖一為35KV采用雙向可控硅的閥組，其中（A）為正視圖，（B）為左前側圖。圖二為10KV采用單向可控硅的閥組。   （A）為正視圖 （B）為左前側圖圖一 35KV雙向可控硅閥組 圖二 10KV 單向可控硅的閥組3）關于容量選擇根據系統設計，確定TCR的容量，從而選擇相應容量的TCR閥組。4）關于觸發方式觸發方式采用先進的光電觸發觸發方式。2.3     &#

8、160;  ZD_PCS-9586系列及CJ_NR1653D的閥控設備晶閘管閥組的觸發系統主要由兩部分構成，一部分是位于控制室的閥基電子設備VBE即ZD_PCS-9586設備，另一部分是位于閥本體上的晶閘管控制單元TCU即CJ_NR1653D插件。VBE的主要功能是將來自控制調節器的控制脈沖CP（Control Pulse）轉換成點火脈沖FP（Firing Pulse）光信號。 TCU的主要功能將VBE發出的觸發脈沖光信號轉換成脈沖電信號并觸發晶閘管。正常情況下，閥組帶電后TCU獲取能量，并在檢測到晶閘管建立起正向電壓時向VBE發出IP（Indication Pulse）光信號。VB

9、E接收到IP信號，同時收到來自控制系統的控制脈沖CP時，向TCU發出點火脈沖光信號（FP）。這樣就保證晶閘管只有在正向電壓時觸發。VBE系統還集成了對晶閘管的監視功能，正常工作時，當VBE未收到某些來自TCU的IP信號時，表明有可能這些晶閘管的正向電壓無法建立，或者晶閘管已經損壞，VBE會根據具體的情況提醒控制系統報警或者停運。處于晶閘管閥上的TCU，除了正常觸發功能外，還有過電壓保護功能和反向恢復期間的保護功能。前者在晶閘管承受過電壓時，向晶閘管發出保護性觸發脈沖，以保護晶閘管不被損壞；后者則在晶閘管反向恢復期間，針對電壓變化率（dV/dt）和正向電壓的數值進行必要的保護，免受晶閘管損壞。具

10、有這些功能的TCU，裝在晶閘管閥組中，可以使晶閘管閥組完全滿足標準IEC61954的相應要求。根據SVC閥組的電壓等級,配置TCU的個數,并選擇相應的ZD_PCS-9586系列設備,如:35KV閥組選擇ZD_PCS-9586/35型設備。10KV閥組則選擇ZD_PCS-9586/10型設備。2.4        LSF-XXX系列水冷系統 LSF-XXX系列水冷系統采用閉式水冷卻循環系統。其流量及功率選擇應能夠保證在各種工況下，晶閘管閥均能正常運行。內循環冷卻系統采用全密閉式，冷卻介質為純水乙二醇，能保證在最低溫度下不出現結

11、凍。所有閥門、濾網、水泵及管道等金屬部分均為不銹鋼制品。   圖三 水處理系統監控界面圖 圖四 水處理系統實物圖 2.5        PCS-FCX-XX/XX系列濾波器裝置根據系統設計及系統背景諧波的大小，決定配置濾波器的容量和次數，如果系統的背景諧波很小，配置時只考慮配置消除TCR運行產生的諧波即可。2.6        PCS-L-XX/XX系列電抗器根據系統設計和額定補償容量來選擇電抗器的電壓和電流,從而配置電抗器的

12、感抗值。 2.7        RCS-963X系列濾波器保護裝置在配置SVC系統時，如果是成套供貨，則配置南瑞生產的RCS-963X系列濾波器保護裝置。用戶也可以選擇其它廠家的濾波器保護裝值。保護項目主要包括：l         過電壓保護；l         低電壓保護；l       

13、;  速斷保護；l         濾波器電容器不平衡保護l         過流保護；l         非電量保護；l         獨立操作回路。 2.8        RCS-96

14、47X系列電抗器保護裝置在配置SVC系統時，如果是成套供貨，則配置南瑞生產的RCS-9647X系列電抗器保護裝置。用戶也可以選擇其它廠家的電抗器保護裝置。保護項目主要包括：l         比率差動保護；l         差動速斷保護；l         過流保護；l       &#

15、160; 過負荷保護；l         非電量保護；l         獨立的操作回路。3         推薦配置方案3.1        電網應用3.1.1        概述一套完整的SVC系統，可以提供連續變化

16、的適量的無功功率，其變化范圍可以從感性一直到容性。對于一些特殊的應用場合，其響應時間可以小到7ms。因此，它在許多領域都獲得了廣泛地應用。在長距離交流輸電時，由于受到佛朗梯效應的影響，線路中間的電壓會明顯升高。同時，從系統穩定性考慮，輸送的能量也會受到限制。所以，為了減少電壓升高，并最大限度地提高線路輸送能量，往往要考慮在輸電線路的中點，或中間數點安裝SVC。另外，在直流輸電換流閥的交流側，如果系統相對較弱的話，將會有較多的無功需求。過去，為了滿足這樣的需求，都是要安裝調相機。這樣做既不經濟，維護也相當麻煩。而裝設了適當的SVC之后，也完全可以滿足要求，而且響應更迅速，維護更方便。對于在大電網

17、末端的弱系統，象偏遠的小水電或者風力發電廠等，由于系統無法提供大量的無功功率，或者因為提供大量無功功率會造成嚴重地電壓降落和線路損耗。因此，最經濟最理想的解決方案，就是在接入點安裝SVC。它不僅能夠很好地將接入點的電壓穩定在要求的范圍內，還可以最大限度地避免電網故障對弱系統造成的不良沖擊。3.1.2        推薦配置方案這里給出電網用35KV SVC系統的典型配置(冗余配置)，僅供參考，具體的方案可以此為基礎做針對性設計。http:/www.nari-圖 Error! No text of specified styl

18、e in document.Error! Bookmark not defined. SVC 系統配置圖（冗余配置）具體配置請見下表：表 31 電網用35KV SVC系統典型配置表(冗余配置)序號設 備 名 稱規 格 / 型 號數量備 注1SVC控制裝置PCS-95802套包括后臺機2閥組PCS-KGDB-XXX/353臺(三相)XXX表示電流大小3水冷設備LSF-XXX1臺XXX表示流量4VCUZD_PCS-9586/351臺 5TCUCJ_NR1653D120臺 6濾波器裝置PCS-FC5-XX/35PCS-FC7-XX/351套1套不考慮背景諧波 7電抗器P

19、CS-L-XX/353套 8電容器保護裝置RCS-963X2套 9電抗器保護裝置RCS-9647X1套  3.2        工業應用3.2.1        概述化工廠的電解電源或者鋼廠的軋機，都因為容量較大，且使用了電力電子整流器，使得其工作時需要大量的無功。雖然在電源方面采用了多重化和裂相技術，其工作時產生的諧波還是不能忽視。同時，在電解的初期和軋機的咬鋼期，都會出現較明顯的無功波動，這種無功波動會直接導致系統電壓的波動。而這種電壓波動，除了對周圍用電設備造成影響以外，對其本身的工作質量也會造成不良影響。安裝SVC之后，就可以很好地解決上述問題。使用交流電弧爐煉鋼，會對電網產生較大的沖擊。由于電爐不斷變化的鐵磁特性，許多諧波電流注入電網，同時，由于煉鋼初期工作的不對稱，負序電流也明顯出現了。大量的無功需求和變化，造成了電