论无功补偿装置SVG在升压站工程中的应用

论无功补偿装置SVG在升压站工程中的应用

张丽琴

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特010010）

摘要：静止的无功发生器（SVG）和静止的无功补偿器（SVC）都属于动态的无功补偿设备，但是静止无功发生器与静止的无功补偿器之间相比，静止无功发生器的优点更大，SVG能够连续、快速的发出变化的无功，因此在几年的升压站工程中静止无功补偿装置被广泛的应用。在本文当中，我们对SVG的无功补偿装置的工作原理以及优势进行了对比，根据升压站的运行情况，对SVG装置的先进、稳定以及可靠性运行进行了分析论证。

摘要：无功补偿装置SVG；升压站；原理和优势

引言

无功补偿装置（SVG）维持母线电压是通过无功快速补偿实现的，能够对电压闪变进行有效的抑制，或者是通过电流跟踪补偿来实现对冲击型负载以及谐波负载的动态补偿，进而提高功率因数。而且设备本身也可以借助通信协议以及监控层主站实现通讯，达到电网的智能化要求。

一、无功补偿装置（SVG）的原理

1.1关于SVG的原理概述

SVG的基本原理是串联了自换相电力半导体的桥式变流器与电抗器，之后和电网进行并联，通过对比桥式变流器交流侧的输出电压以及电网侧的幅值，在电抗器的连接下，能够使桥式变流器被吸收或者是发出无功功率，对动态无功进行补偿。

1.2SVG进行无功补偿的工作原理

SVG功率的组成部分是电压源型逆变器，因此SVG功率部分相当于一个可以变化的电源，而电网本身也是一个非常大的电源，这样的两个电源之间通过电抗器实现类连接，当两端的电压出现不同时，连接电抗器的两端也会出现电压差，进而产生电流，而这个电流就是来自电网的电流。对SVG功率对电压幅值部分进行调节，能够对SVG从电网吸收的电流大小进行控制，同时也可以对电流超前还是滞后的角度进行控制。当SVG电压超出电网的电压时，SVG无功电流的输出也比电网电压的速度慢，SVG会发出感性的无功，而当SVG电压比电网的电压低的时候，SVG的无功电流输出的大小超过电网电压时，SVG就可以发出容性的无功。

二、SVG无功补偿装置的优势

2.1补偿方式先进。常见的无功补偿装置一般是通过电容器来实现无功补偿，补偿的功率因数通常是在0.8～0.9之间。SVG进行无功补偿用到的是电源模块，补偿之后的功率因数通常是0.98之上。

2.2补偿时间比较短。完成一次常规的无功补偿最短时间也需要200ms，但是5～20ms之间SVG就能够完成一次补偿。无功补偿是需要在瞬时完成的，因为补偿的时间如果持续过长可能就导致该需要无功的时候没有，不需要无功的时候反而出现了。

2.3补偿十分精确。一般进行无功补偿的装置选用的是3～10级有级补偿，每变化一级就是几十千法的变化，无法做到精确补偿。而选用SVG能够0.1千法开始做无极补偿，全面做到精确补偿。

2.4消除谐波。通常选用电容式作为无功补偿装置，电容能够将谐波放大，而SVG不会产生谐波，所以更不会放大，同时还能够将50%以上的谐波消除。

2.5使用的寿命长。通常选用接触器或者是可控硅控制来作为无功补偿装置，导致使用的寿命不够长，通常是三年左右，而且自身很容易损坏并且需要经常维护。而SVG的寿命可以保证在十年以上，自身的损耗比较小而且不需要经常维护。

三、无功补偿在升压站工程中的应用

我们选用辽宁龙源朝阳梨树沟作为本次的研究对象，该地区有66kV的升压站，属于大型的风电场，主要的设备是2台50MVA的主变压器，2台户外66kV配电装置，高压开关柜l2台，连接变压器2台，SVG无功补偿成套装置2套。在该升压站中用到的SVG无功补偿装置运行一直很好，跟其他的无功补偿装置相比，运行的过程中优势也逐渐显现出来。

四、SVG装置在升压站工程中的优点

（1）补偿性比较强。动态补偿可以对无功输出快速连续调节，最大程度的满足了功率因数的补偿需要，补偿容量达到要求时，功率因数任何时候都接近1.0，同时相同容量的SVG比MCR型SVC的补偿效果要高1.2倍，设备的效益也比较高。

（2）谐波特性比较好。SVG产生的谐波电流比较小，同时还能够对负载设备产生的谐波电流进行消除，很好的达到了无功补偿以及谐波治理的需要。

（3）占地的面积比较小。SVG型和SVC同容量的补偿相比，SVG占地面积比较小大概是SVC的30%。

（4）运行的可靠性和安全性高。SVG属于可控电源，能够对电流进行控制，不会出现谐波电压放大现象，非常适合对安全性和可靠性要求高的用户。

（5）运行过程中损耗低，运行效率高，噪声比较小。

（6）SVG的可靠性高，维护少。SVG的模块设计，使得安装和调试的工作量小，可以免除维护。

五、无功补偿SVG装置在升压站中的运行状态

（1）待机状态。装置接上电之后立马进入到待机状态，之后自行检查，发现没有故障同时运行正常之后，就会点亮就绪灯。如果是在就绪的状态下接收到了用户的启机命令，可以将主断路器闭合。在主断路器闭合之后，就可以转到充电模式下。

（2）充电状态。充电状态说明该装置的直流电容处于充电的状况，因为装置是自励启动，主断路器一旦闭合表示该装置转入到充电模式。如果主断路器闭合之后，直流电压在充电状态下超出了直流的设定值，那么久可以将启动开关自动闭合，将充电电阻短路，闭合启动开关之后，延时10秒会自动进入到并网运行的状态。

（3）运行状态。在装置进入并网运行的状态时，能够在多种控制方式下将电流进行输出，实现无功补偿的或者是谐波补偿以及负序补偿的效果。如果在这个过程当中出现了报警现象，报警指示灯变亮，但是装置的正常运行不受影响；而在这个运行的过程中，如果出现了过流或者是同步丢失这些可以恢复的故障，哪鹅装置会进入到闭锁状态，需要通过手动或者是自动操作进行复位将故障消除，装置会被重新解锁进入到运行状态；如果再这个过程当中出现了比较严重的故障或者是接到了停机命令，那么装置就会发出跳闸命令，之后跳转到跳闸状态。

（4）跳闸状态。设备一旦转入跳闸状态，装置就会马上发送出跳闸的指令，在检测到主断路器处于断开状态后进入到放电的状态。

（5）放电状态。断开主断路器之后，直流电容会逐渐下降最终到0.这一状态持续10s之后，装置就自动转到待机状态。在此我们需要注意，功率单元想要完全放电是需要时间的，因此需要在停机15分钟之后对功率柜再进行操作。

六、SVG装置的应用结果

自从该升压站中应用了SVG装置之后，系统以及设备的运行十分稳定，动作也比较可靠，能够对无功功率进行连续的吸收，并且可以连续发出无功。出现功率因数比较低的情况时，自动调节能够发送出容性的无功；而功率因数比较高的时候，系统能够自动调节发送出感性的无功，功率因数维持在0.94～0.98这一合格的范围之内。此外，因为系统的无功得到了平衡，所以系统的电压也被稳定下来，电压的合格率得到了提高。因为升压站的无功负荷出现变化时响应的时间小于7ms，有效的提升了升压站的稳定性，并且将升压站内其他无功补偿设备的动作次数降低了，电容器组平均的日动作次数大概是0.42次，对于电容器组可靠性的有效提升具有积极左右，此外还延长了设备的使用寿命；并且在升压站中应用SVG无功补偿设备有效的降低了事故的概率。

七、结束语

无功补偿行业得到了迅速发展的同时，动态无功补偿技术也开始不断的成熟，而SVG设备也成为目前十分先进的补偿技术。它在各个行业当中的节能降耗方面做出了很大的贡献。因此，未来SVG技术被应用到更多的领域指日可待。尤其是在升压站中应用了SVG无功补偿装置，不仅提高了设备的稳定性和安全性，还延长设备的使用寿命，提高了升压站的无功补偿控制技术水平，对于升压站的安全和经济性运行起到了积极的推动作用。

参考文献

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[3]贾桂蕾,杨智越,杨磊.无功补偿装置SVG在升压站中的应用[J].内蒙古水利,2015(02):140-141.