动态无功补偿原理介绍
电气圈 2024-08-08
动态无功补偿

原理介绍


高压SVG/STATCOM


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动态无功补偿和谐波治理SVG装置

产品分为直挂型、降压型,冷却方式分为水冷型(水-风冷却、水-水冷却)、风冷型(直通风、密闭空调),布置方式分为户内布置、集装箱布置。



2

高压SVG/STATCOM工作原理

电力电子领域对于逆变应用一般采用SPWM技术来通过比较器确定参考波与三角载波的交点来控制开关器件的通断,输出我们需要的正弦波。

通过改变参考波的幅值与频率可以调节输出基波电压的幅值与频率。载波频率fc:三角载波频率

参考波频率f1:正弦波

载波比:fc/f1

M: 调制比 输出基波电压幅值/直流电压(直流电压利用率)

SVG电压型逆变器实现方式:链式结构

1.链式SVG可独立分相控制,有利于解决系统的相间平衡问题,在系统受到扰动时,更好的提供电压支撑;

2.所有链节的结构完全相同,实现模块化设计,便于扩展装置容量及维护;

以大功率电压型逆变器为核心,以输出电压的基波幅值为控制目标,通过调节PWM信号的调制比来控制逆变器输出电压,使其和系统电压形成可调基波电压差,从而控制注入系统的无功电流。

如果形成谐波电压差,则可控制注入系统的谐波电流。


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高压SVG/STATCOM系统结构图




工作原理运行模式




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工作原理


以大功率电压型逆变器为核心,通过调节逆变器输出电压,使其和系统电压形成可调基波电压差,从而控制注入系统的无功电流

如果形成谐波电压差,则可控制注入系统的谐波电流。

功能全面:可调电源,无功补偿、电压支撑、谐波治理、阻抗调节等;

谐波特性好:多电平PWM技术,输出电流畸变率小。

响应速度快:基于全控器件,控制响应时间小于1ms,补偿响应时间30ms。

其他性能好:输出不受制于电压,低电压特性好;新型器件,效率达99%以上;


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设备构成

并网组件

隔离开关

软启动装置(断路器、启动电阻)

连接电抗器或降压变压器

功率组件

IGBT

开关电源

直流电容

链节监控板单元

散热器

控保组件主控制器+分相控制器

冷却组件水冷主机+水风换热器

采样组件:电流电压采集、故障定位等。


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控制系统


控制器内各板卡介绍


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控制逻辑


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运行模式



6

控制系统

具备多级保护功能,阈值与时间可设定,保护响应动作时间最快可达微秒级;

各类故障分别由主控制器、阀控制器、功率单元执行;

依照故障危害等级,保护执行动作可分为告警、闭锁、跳闸;

告警时装置可继续工作但需提醒操作人员注意设备状态,预防故障发生;

闭锁时装置无功率输出,待故障状态清除可自动/手动解锁运行;

跳闸时装置与电网脱离,需操作人员检查设备状态,确认故障清除后可再次投运。


7

故障分层与分级保护

保护策略包括三级:器件级保护、装置级保护、系统级保护。

器件级保护的动作时限不超过10μs,在发现器件过流、过压或驱动信号异常时,能够迅速实施保护;

装置级保护的动作时限为100-1000μs,当发现装置有过载、直流电压过高等异常工况时,便实施保护;

系统级保护的动作时限为5-2000ms,当发现系统失压、系统电压过高、冷却系统故障等异常工况时,便实施保护。

动态装置保护类型如下:母线过压、过流、速断、直流过压、电力电子元件损坏检测保护、丢脉冲、触发异常、过压击穿、阀室超温、保护输入接口、保护输出接口控制和系统电源异常等保护功能。



水冷系统




1

水冷系统的原理


2

水冷系统组成介绍


3

水冷系统组成


4

问题预防及处理




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