SVG原理及应用教案.pptx

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1、会计学1SVG原理及应用原理及应用2主要内容主要内容无功补偿基础 SVG工作原理 SVG结构及原理 SVG的工作模式 SVG优点及维护第1页/共27页无功补偿基础无功补偿基础有功功率有功功率 有功功率有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能机械能、光能、热能)的电功率。的电功率。无功功率无功功率 无功功率是无功功率是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为备中建立和维持磁场的电功率

2、。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。就要消耗无功功率。比如比如4040瓦的日光灯，除需瓦的日光灯，除需4040多瓦有功功多瓦有功功率来发光外，还需率来发光外，还需8080乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功无功”。无。无功功率的符号用功功率的符号用Q Q表示，单位为乏表示，单位为乏(Var)(Var)或千乏或千乏(kVar)(kVar)。第2页/共27页 1 1、

3、原因、原因 简单的讲就是用电设备从电源吸收有功和无功，无功如果不够，则简单的讲就是用电设备从电源吸收有功和无功，无功如果不够，则 用电设备的端电压就要降低，影响正常运行，于是需要补偿无功功率，用电设备的端电压就要降低，影响正常运行，于是需要补偿无功功率，无功无功补偿装置补偿装置采用就地补偿的方式采用就地补偿的方式减少减少了了电网电源向感性负荷提供的电网电源向感性负荷提供的无功功率无功功率，从而减少无功功率在电网中的流动，因此降低了输电线路从而减少无功功率在电网中的流动，因此降低了输电线路因输送无功功率造成的电能损失，改善了电网的运行条件因输送无功功率造成的电能损失，改善了电网的运行条件。2 2

4、、方法与原理、方法与原理 把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷，并联接在同一电路；当容把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能量时，性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷容性负荷却在吸收能量；能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这所吸收的无功功率，可以从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。就是无功功率补偿的基本原理。无功补偿基本原理第3页/共27页

5、实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种负载的电压和是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差，相位角的余弦电流的相量之间存在着一定的相位差，相位角的余弦coscos称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。三相功率因数的计算公式为：三相功率因数的计算公式为：由式cos=P/S可知，在一定的有功功率下，功率因数cos越小，所需的无功功率越大。为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量就需要增加。这样

6、，不仅要增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为了提高电网的经济运行效率，根据电网中的无功类型，人为的补偿容性无功或感性无功来抵消线路的无功功率。功率因数：第4页/共27页61、感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90，如电动机、变压器等2、容性无功：电流矢量超前于电压矢量90，如电容器、电缆输配电 线路等。3、基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ）4、谐波无功：与电源频率不相等的无功无功分类无功补偿作用：无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联无功补偿装置，可

7、限制无功功率在电网中的传输，相应减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。第5页/共27页SVGSVGSVGSVG无功补偿无功补偿无功补偿无功补偿原理及构成原理及构成原理及构成原理及构成n n 第6页/共27页SVG一次系统图第7页/共27页SVG主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y型连接，10KV装 置每相由12个功率单元串联组成 第8页/共27页SVG装置控制柜启动柜功率柜连接电抗器冷却系统装置构成第9页/共27页 启动柜启动柜启动柜启动柜由接触器、旁路电阻、电压互感器、电流互由接触器、旁路电阻、电压互感器、电流互感器、避雷器组成。感器、避雷器组成。主要作用：实现主要作用：实现SVGSVG

8、自励启动，限制上电时自励启动，限制上电时直流电容的充电涌流，避免直流电容的充电涌流，避免IGBTIGBT模块、直模块、直流电容损坏。流电容损坏。SVGSVG上电时，旁路电阻串于充上电时，旁路电阻串于充电回路，起限流保护作用；需将电阻通过电回路，起限流保护作用；需将电阻通过接触器旁路后接触器旁路后SVGSVG方能投入运行。设计有接方能投入运行。设计有接触器与上端口断路器的互锁，保证断路器触器与上端口断路器的互锁，保证断路器“合合”状态时接触器执行状态时接触器执行“合合”动作。动作。单相旁路电阻选用两只单相旁路电阻选用两只640640/2kW/2kW并联。并联。第10页/共27页功率柜功率柜功率柜

9、功率柜 功率柜采用抽屉式结构设计，结构紧凑，便于安装；功率柜采用抽屉式结构设计，结构紧凑，便于安装；对装置整体发热进行仿真设计，设计有专门风道，合对装置整体发热进行仿真设计，设计有专门风道，合 理选理选 取散热风量。取散热风量。第11页/共27页 SVGSVGSVGSVG功率单元功率单元功率单元功率单元节单元包括散热器、节单元包括散热器、IGBTIGBT、直流电容、铜排、放电电阻、直流电容、铜排、放电电阻、触发板、自取能电源模块。触发板、自取能电源模块。IGBT模块直流电容功率单元第12页/共27页触发板触发板触发板的功能触发板的功能 1 1、接收触发装置的触发信号，对触发信号解码后驱、接收触

10、发装置的触发信号，对触发信号解码后驱 动相应动相应 IGBTIGBT 2 2、测量直流电容电压、测量直流电容电压 3 3、测量触发板的状态、测量触发板的状态 4 4、检测、检测IGBTIGBT散热器温度继电器的状态散热器温度继电器的状态 5 5、检测、检测IGBTIGBT驱动模块的状态驱动模块的状态 6 6、将直流电容电压、状态、继电器状态、驱动模块、将直流电容电压、状态、继电器状态、驱动模块 状态等状态等 信息通过光纤传输到监控状态信息通过光纤传输到监控状态 7 7、接收监控装置的放电命令对直流电容进行放电控制、接收监控装置的放电命令对直流电容进行放电控制.第13页/共27页主控屏主控屏主控

11、屏主控屏调节装置调节装置1 1台，数据采样、运算，得出阀组台，数据采样、运算，得出阀组控制量，然后将此运算结果通过光隔离控制量，然后将此运算结果通过光隔离SPISPI口送至触发单元，使用口送至触发单元，使用F2812 DSCF2812 DSC作作为主为主CPU CPU。触发装置触发装置3 3台，接收运算单元发出的控制量，台，接收运算单元发出的控制量，以控制量为输入信号进行分析运算，产生以控制量为输入信号进行分析运算，产生各各IGBTIGBT模块触发用的信号模块触发用的信号 。监控装置监控装置3 3台，收集每个台，收集每个IGBTIGBT模块的运行信模块的运行信息，能够对阀体故障进行判断，主板核

12、心息，能够对阀体故障进行判断，主板核心控制部件核心逻辑部件系列控制部件核心逻辑部件系列FPGAFPGA。同步装置同步装置1 1台，输出同步信号给调节装置。台，输出同步信号给调节装置。站控站控1 1台，将台，将SVGSVG装置所有运行信息进行打装置所有运行信息进行打包封装存储，为操作人员提供直观的监视包封装存储，为操作人员提供直观的监视界面。界面。第14页/共27页 SVG SVG SVG SVG的工作原理及其工作模式的工作原理及其工作模式的工作原理及其工作模式的工作原理及其工作模式n n SVG原理示意图IL可以通过调节UI来连续控制，从而连续调节SVG发出或吸收的无功。运行模式波形和向量图

13、说明空载运行UI=USIL=0容性运行UIUSIL为容性电流感性运行UIUSIL为感性电流第15页/共27页 SVG SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的电压源，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的 SVGSVG（无功率损耗），仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统（无功率损耗），仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换：当输出电压小于系统电压时，的无功交换：当输出电压小于系统电压时，SVG SVG 工作于工作于“感感性性”区，（相当于电抗器）区，（相当于电抗器）；反之，

14、；反之，SVG SVG 工作于工作于“容性容性”区，区，（相当于电容器）（相当于电容器）。第16页/共27页逆变工作原理图第17页/共27页 单相逆变单相逆变单相逆变单相逆变工作原理工作原理工作原理工作原理图图图图n n 第18页/共27页 基于大功率换流器，以电压型逆变器为核心，直流侧采用基于大功率换流器，以电压型逆变器为核心，直流侧采用直流电容为储能元件以提供电压支撑。在运行时相当于一直流电容为储能元件以提供电压支撑。在运行时相当于一个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑，在逆变器接入交逆变器正常运行依赖于直流侧

15、的电压支撑，在逆变器接入交流电源时，由各流电源时，由各IGBTIGBT反向续流二极管构成整流器，反向续流二极管构成整流器，对直流对直流电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满电容器充电；正常运行后，直流电容器的储能将会用来满足逆变器的内部损耗，足逆变器的内部损耗，电容电压会下降，必须不断的对电电容电压会下降，必须不断的对电容器充电补能使电压保持在工作范围。容器充电补能使电压保持在工作范围。通过使逆变器输出通过使逆变器输出电压滞后系统电压一个很小的角度来实现，电压滞后系统电压一个很小的角度来实现，逆变器从系统逆变器从系统吸收少量有功满足其内部损耗，吸收少量有功满足其内部损耗，保持电压水

16、平。改变逆变保持电压水平。改变逆变器输出电压的幅值，达到发出或吸收无功的目的。器输出电压的幅值，达到发出或吸收无功的目的。第19页/共27页 SVG SVG的工作的工作模式模式恒装置无功模式恒装置无功模式 该方式用于控制装置输出无功，装置按设定容量输出，该方式用于控制装置输出无功，装置按设定容量输出，通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度。恒功率因数模式恒功率因数模式 在此模式下可以设定功率因数控制点，使控制点的功在此模式下可以设定功率因数控制点，使控制点的功率因数控制在设定的目标值或范围。率因数控制在设定的目标值或范围。

17、恒系统无功模式恒系统无功模式 可精确控制系统无功为设定的目标值。可精确控制系统无功为设定的目标值。电压无功综合控制模式电压无功综合控制模式 该模式适用于风电场、光伏电站、电网等需要该模式适用于风电场、光伏电站、电网等需要将考核点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考将考核点电压稳定在一定水平的场合。装置通过调节其无功输出使考核点电压稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于核点电压稳定在用户设定的电压目标值或范围内。当考核点电压低于用户设定的电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考用户设定的电压参考时，装置输出容性无功以提升考核点电压；当考核点电压高于设定值时

18、，装置输出感性无功以降低考核点电压。当电核点电压高于设定值时，装置输出感性无功以降低考核点电压。当电压合格时，又可控功率因数或系统无功的目标或范围压合格时，又可控功率因数或系统无功的目标或范围。第20页/共27页 SVGSVG控制系统工作控制系统工作方式方式 SVGSVG控制系统共有控制系统共有3 3种工作方式，分别是：种工作方式，分别是：“投入投入”、“自检自检”、“退出退出”。工作方式切换通过。工作方式切换通过SVGSVG控制屏前板所设置转换开关完控制屏前板所设置转换开关完成。成。在在“投入投入”模式下，模式下，SVGSVG控制系统所有装置均正常工作，能够实控制系统所有装置均正常工作，能够

19、实现功率单元的正常触发、监测和现功率单元的正常触发、监测和SOESOE记录。记录。在在“自检自检”模式下，模式下，SVGSVG调节装置、调节装置、SVGSVG同步装置、同步装置、SVGSVG监控装置监控装置正常工作；正常工作；SVGSVG触发装置不发送触发信号。此模式不对功率单元触发装置不发送触发信号。此模式不对功率单元进行触发，主要用于对链节的上电检测和进行触发，主要用于对链节的上电检测和SOESOE记记录。录。在在“退出退出”模式下，模式下，SVGSVG同步装置、同步装置、SVGSVG调节装置正常工作；调节装置正常工作；SVGSVG触发装置停止工作，触发装置停止工作，SVGSVG监控装置只

20、对链节进行检测，但不监控装置只对链节进行检测，但不记录记录SOESOE。第21页/共27页SVGSVG投入运行详细投入运行详细操作顺序操作顺序1 1、确认、确认SVGSVG隔离开关在合位，接地刀在分位；隔离开关在合位，接地刀在分位；2 2、确认控制屏上各装置运行正常，面板指示灯无告警指示，、确认控制屏上各装置运行正常，面板指示灯无告警指示，在站控通讯图中确认所有通讯正常；在站控通讯图中确认所有通讯正常；3 3、确认启动柜内旁路接触器分闸；、确认启动柜内旁路接触器分闸；4 4、确认、确认SVGSVG转换开关处于转换开关处于“自检自检”状态；状态；5 5、打开启动柜内风机、打开启动柜内风机6 6、

21、合、合SVGSVG断路器，通过监控装置观察断路器，通过监控装置观察SVGSVG链节电压，各相监控装置无告链节电压，各相监控装置无告警指示；在警指示；在“自检自检”状态下观察状态下观察1-21-2分钟，若有异常，应排除异常后再分钟，若有异常，应排除异常后再继续进行操作，同时确认继续进行操作，同时确认SVGSVG运行方式为进线无功模式还是运行方式为进线无功模式还是SVGSVG恒输恒输出模式出模式7 7、合启动柜内旁路接触器，在、合启动柜内旁路接触器，在“自检自检”状态下观察状态下观察1 1分钟，若无异常，则分钟，若无异常，则继续进行下一步操作；若有异常，应排除异常后再继续进行操作。继续进行下一步操

22、作；若有异常，应排除异常后再继续进行操作。8 8、将、将SVGSVG转换开关打到转换开关打到“投入投入”状态，观察调节装置三相直流电压值，状态，观察调节装置三相直流电压值，监控装置监控装置SVGSVG链节电压以及有无告警信息出现，一切正常无告警则正链节电压以及有无告警信息出现，一切正常无告警则正常运行，否则将常运行，否则将SVGSVG转换开关打到转换开关打到“自检自检”状态，分析故障原因，待状态，分析故障原因，待排除故障后再投入排除故障后再投入SVGSVG。第22页/共27页SVGSVG退出运行操退出运行操作顺序作顺序1 1、将、将SVGSVG转换开关打到转换开关打到“自检自检”状态；状态；2

23、 2、断开、断开SVGSVG断路器；断路器；3 3、关闭、关闭SVGSVG风机；风机；4 4、确认启动柜内旁路接触器分闸；、确认启动柜内旁路接触器分闸；5 5、打开、打开SVGSVG隔离开关、合隔离开关接地刀隔离开关、合隔离开关接地刀第23页/共27页SVGSVGSVGSVG的优点的优点的优点的优点 SVGSVG英文全称为英文全称为Static Var GStatic Var Generatoenerator r，中文名称是，中文名称是静止无功静止无功发生器。发生器。SVGSVG是用于输配电系统的高性能动态补偿器，其实质是一是用于输配电系统的高性能动态补偿器，其实质是一个可控同步电源。个可控同

24、步电源。补偿无功可做到连续平滑双向调节补偿无功可做到连续平滑双向调节不会引起系统谐振或谐波电流放大，安全稳定性好不会引起系统谐振或谐波电流放大，安全稳定性好响应时间短，可有效抑制闪变响应时间短，可有效抑制闪变可提供低电压穿越所需的快速变化无功可提供低电压穿越所需的快速变化无功运行损耗小运行损耗小模块化设计，运行维护简单模块化设计，运行维护简单占地面积小占地面积小第24页/共27页 SVGSVG维护维护注意事项注意事项虽然虽然SVGSVG启动柜柜体、功率柜柜体接地处于低电位，但是启动柜柜体、功率柜柜体接地处于低电位，但是SVGSVG运行时，启动柜内的限流电阻和旁路接触器、功率运行时，启动柜内的限

25、流电阻和旁路接触器、功率柜内的各链节均为高电位。因此柜内的各链节均为高电位。因此SVGSVG运行时，严禁打开运行时，严禁打开启动柜柜门以及功率柜柜门，避免发生事故。如需对启启动柜柜门以及功率柜柜门，避免发生事故。如需对启动柜、功率柜内的部件进行检修，须断开动柜、功率柜内的部件进行检修，须断开SVGSVG上级断路上级断路器、拉开器、拉开SVGSVG上级隔离并将隔离开关接地后方可对上级隔离并将隔离开关接地后方可对SVGSVG进行检修。进行检修。SVGSVG运行时，由于运行时，由于SVGSVG风机抽风的原因导致容易将灰尘风机抽风的原因导致容易将灰尘吸入吸入SVGSVG功率柜，因此应定期清洗功率柜，因此应定期清洗SVGSVG功率柜门的防尘功率柜门的防尘过滤棉以及定期清扫功率柜内链节上的灰尘。为了减少过滤棉以及定期清扫功率柜内链节上的灰尘。为了减少灰尘对灰尘对SVGSVG的影响，应经常打扫动态无功补偿室，同时的影响，应经常打扫动态无功补偿室，同时要满足要满足SVGSVG室进风量的需求，定期清理室进风量的需求，定期清理SVGSVG室进风口过室进风口过滤棉，避免出现因进风量不足导致散热风机损坏的情况滤棉，避免出现因进风量不足导致散热风机损坏的情况。第25页/共27页27Thank you !越努力，越努力，越幸运！越幸运！第26页/共27页