无功补偿和滤波装置

电能质量检测、治理专业制造商
静止无功补偿装置(SVC)
STATIC VAR COMPENSATOR
电力滤波补偿装置(FC)
HIGH-VOLTAGE FILTER COMPENSATOR
低压动态滤波器装置(TSF)
LOW VOLTAGE THYRISTOR SWITCHED FILTER COMPENSATOR
POWER ADVANCED TECH.CO.,LTD. 地址:北京市海淀区知春路甲48号盈都大厦C座 100098 电话:010-58731010 传真:010-58731816 网址:www.ponovo.cn Email:Sales-dIdz@ponovo.cn
北京博电 . 电力电子事业部
公司简介
24
02
静止无功补偿装置(SVC)
静止无功补偿装置(SVC)通过动态调节无功出力，可以快速抑 制因故障引起的暂态电压波动，提高电网电压及功率传送的稳 定水平；抑制冲击负荷引起的母线电压波动，提高功率因数， 降低非线性负荷所引起的谐波干扰，使三相负荷平衡化，改善 电能质量，提高用户的生产工效，提高产品质量和降低能耗。 该装置广泛应用于输电网、冶金、矿山、电气化铁路、风力发 电等领域。
博电将致力于电能质量综合治理技术、大功率变流技术 应用等领域，为冶金、风力发电、电气化铁路、电力输配电 网做出贡献。
01
目录
公司介绍................................................. 01
静止无功补偿装置(SVC)........................... 03
q 冷却系统采用密闭式水冷却系统或高效 的自冷系统，可根据用户要求灵活选择，冷 却效率高，运行安全可靠，维护方便
q 采用光电触发方式，阀组与控制系统通 过光纤隔离，抗干扰能力强
q 采用多种调节控制方式，可实现三相、 分相、无功、电压调节控制，以及电压和无 功联合调节控制或加权联合调节控制
q 采用多种通信规约，可以方便与变电站 自 动 化 系 统 （S C A D A系 统 ） 通 讯 联 接 ， 真 正 实 现无人值守或集中控制
﹡﹡额定电压：6～66kV ﹡﹡额定电流：最大4000A(相电流) ﹡﹡触发方式：光电触发 ﹡﹡冷却方式：密闭式水冷却系统或高效的自冷系统 ﹡﹡具有独特的防止或耐受误通的能力 ﹡﹡具有正常触发和强制触发两个独立的触发系统 ﹡﹡具有安全的过电压保护措施 ﹡﹡具有完善的动态均压和静态均压回路保护 ﹡﹡各项指标满足《高压静止无功补偿装置第2部分 晶闸 管阀的试验》（DL/T1010.2-2006）的要求
q 监控系统采用就地及远方监控操作站， 对一次、二次设备进行实时全面监控
q 保护系统采用双重数字化保护，控制系 统作为快速、灵活的主保护，微机数字保护 测控装置作为安全、可靠的后备保护，最大 限度地确保SVC安全可靠的运行
q 晶闸管阀组采用国外著名公司晶闸管、 高 电 位 电 路 板 取 能 、 进 口B O D保 护 和 紧 凑 的 结 构，运行安全可靠，维护便捷高效
SVC功能
SVC装置原理
SVC技术特点
SVC构成
工程应用.................................................
交流电弧炉SVC应用
15
轧机SVC应用
电力滤波补偿装置(FC)..............................
低压动态滤波器装置(TSF)......................... 23
（a）
（b）
（c）
（d）
晶闸管控制SVC的结构型式
图1 (a)TCR (b)TSC (c)TSR (d)TCR/TSC (e)TCT
（e）
SVC对 无 功 的 连 续 调 节 能 力 是 通 过TCR支 路 来 完 成 的 。 TCR型 无 功 补 偿 装 置 的 主 回 路 构 成 见 图 2， TCR型 的 SVC装 置 主要由滤波(电容)支路和TCR支路组成。其中TCR支路具备动 态连续无功调节能力，但由其固有特性决定其无功输出只 能为感性。与其并联的滤波支路提供基础容性无功，使 TCR型SVC可具备从容性到感性区间的无功调节能力，TCR外 特 性 见 图3。 滤 波 器 组 同 时 还 可 滤 除TC R自 身 产 生 的 和 系 统 其他负荷产生的谐波。
控制保护系统
q 采用多种通信规约，可以方便与变电站自动化系统（SCADA系统）通讯联接，满足高速数据传输、快 速控制(直接I/O)和远程通讯的需要，真正实现无人值守或集中控制
q 开环/闭环反馈控制方式，既确保系统的电压波动和闪变符合国标要求，又可确保系统功率因数稳定 q 通过EMC测试，具有较强的抗干扰能力 q 各项指标满足《高压静止无功补偿装置第3部分 控制系统》（DL/T1010.3-2006）的要求
TSC的工作原理如图7所示。
图5 TCR电流电压波形图 U U
图6TCR 谐波含量图
Firing pulses t
图7TSC 工作原理图
06
Time t
www.ponovo.cn
www.ponovo.cn
07
SVC技术特点
q 控 制 系 统 采 用 基 于DSP的 全 数 字 化 控 制 系 统 ， 动 态 响 应 时 间 小 于 10ms， 控 制 精 度 小 于1%
04
www.ponovo.cn
SVC装置原理
SVC装置根据控制策略，检测有关电量和设定量的大小来改变与电抗器串联的晶闸管的导通角，能快速连续 改变装置的电感电流，从而获得平滑调节的无功功率。本公司SVC采用了国际主流先进技术，品质优良、运行可 靠，可以按无功电压或无功功率调节，可手动、自动转换，也可分相或自适应调整，并有存储、显示、处理故 障等功能。
目前拥有BPA、SYME、PSCAD、SABER、PSPICE、ANSYS等一 系列仿真软件，可进行电网系统级、SVC系统级、装置级和器 件级仿真分析；拥有表贴生产线、机箱装配线、阀体装配 线、屏柜装配线、机加工生产线等生产试验体系。
博电始终坚持自主创新，致力于电力测试技术、大功率 电力电子应用技术与电能质量治理技术的研究与开发，已经 培养出一支以中青年专家为主，老中青相结合的各个层次人 才队伍，包括国内知名专家和学科带头人。目前，公司有员 工 200多 人 ， 其 中 博 士 10人 ， 硕 士 60多 人 ， 工 程 技 术 人 员 近 80人。
北 京 博 电 成 立 于1 9 9 8年 ， 是 专 业 从 事 电 力 测 控 技 术 、 电 力电子技术产品研制的高新技术企业，公司成立10年来，产 品遍布电力、冶金、铁路、风电、矿山、化工等行业，并远 销美国、欧洲等十几个国家，被誉为电力测试技术专家。
随 着 公 司 业 务 的 不 断 发 展 ， 博 电 于 2006年 从 加 拿 大 引 进 了 国 际 先 进 的S V C等 电 力 电 子 技 术 ， 于2 0 0 7年6月 推 出 了 第 一 套SVC样机，同年销往海外。
投 入 运 行 ， 当 α 为9 0° 时 ， 电 抗 器 电 流 达 最 大 值 。
图 4为 TCR单 相 电 路 原 理 、 图 5为 TCR单 相 电 路 原 理 电
图4 TCR单相电路原理图
流电压波形图。
i
TCR e
图4 TCR单相电路原理图
TCR电 流 为 非 正 弦 波 ， TCR理 论 触 发 角 范 围 为 90 ° ～1 8 0° ， 当 触 发 角 不 是9 0° 时 ， 电 流 波 形 并 非 正 弦 波 ， 含 有 谐 波 成 分 ， 特 征 谐 波 主 要 为5、7、11和 13次谐波，谐波含量如图6所示。
08
www.ponovo.cn
SVC构成
SVC主要有TCR型、TSC型、TCT型、SR型等几种型式，其中，TCR型SVC是目前应用最广的SVC。TCR (晶闸管 控 制 电 抗 器)型S V C装 置 主 要 由 滤 波 （ 电 容 ） 支 路 和T C R支 路 组 成 ， 包 括 控 制 保 护 系 统 、 闸 管 晶 阀 组 、 冷 却 系 统、相控电抗器、滤波器及其它设备。
www.ponovo.cn
09
二、晶闸管阀组
采用紧凑的多层结构，框架由特制的金属制成，采用国内外 半导体公司的优质晶闸管元件串联连接，可以保证装置在最大 过流和过压下的安全运行，并可以耐受系统可能出现的极端 dv/dt、di/dt，与电抗器串联实现快速的无功动态调节。通过高 电位电路板实现取能、触发和BOD保护等功能。采用光电触发方 式，阀组与控制系统通过光纤隔离，抗干扰能力强，保证阀组 运行安全可靠、维护便捷高效。
www.ponovo.cn
03
SVC功能
常规应用功能
q 稳定电压 q 减少谐波 q 减少闪变，降低对自身和邻近用户的影响 q 降低保护装置故障几率 q 平衡负荷，减少负序
在电弧炉的应用功能
q 提高功率因数，无功率因数罚款 q 减小谐波畸变 q 稳定电压，提高冶炼功率（可增加冶炼功率6-10%） q 抑制闪变和电压波动 q 减少冶炼时间，提高生产效率 q 降低电极损耗（节省2-3 %，公斤/吨钢） q 节能降耗（节省2-3 %，kWh/吨钢） q 稳定电弧，降低熔炉内衬损耗
整体性能指标
﹡SVC动态容量：0~400MVar ﹡SVC控制目标电压：6~500kV ﹡SVC额定电压：6~66kV ﹡整机动态响应时间：<15ms ﹡SVC可靠性：可用率不小于99% ﹡SVC最大损耗：<0.8%
一、控制保护系统
q 采用分层分布式控制系统，简化了系统设计，增加了系统可靠性和可扩展性 q 基于DSP实现数字控制信号的并行处理，实现了实时控制量的计算，动态响应时间小于10ms q 采用就地及远方监控操作站，对一次、二次设备进行实时全面监控，具有友好的人机控制界面(HMI) q 采用双重数字化保护，控制系统作为快速、灵活的主保护，微机数字保护测控装置作为安全、可靠的 后备保护，最大限度地确保SVC安全可靠的运行 q 采用多种调节控制方式，可实现三相、分相、无功、电压调节控制，以及电压和无功联合调节控制 或 加权联合调节控制
器一般分裂为两个，分别接于晶闸管阀组两侧，以
0
i 2
减小流过晶闸管阀组的短路电流。
3
一 般 用 触 发 角 α(亦 称 之 为 点 火 角)来 表 示 晶 闸 管
α?
的触发瞬间，即从电压过零点到触发点的电角度。 每半周波电抗器导通角用δ表示。导通角δ及电抗
1 cycle
器电流取决于触发角α，当α为180°时，电抗器不
SVC一般由并联的感性和容性两大回路构成，其中至少一个回路为动态回路，能根据补偿要求快速变化其无 功功率；通常采用晶闸管控制电抗器（TCR）或（和）晶闸管投切电容器（TSC），容性回路采用固定电容器组 或滤波器组（FC），如图1所示。TSC是分级投切的，不像TCR由相角控制，恰当的配合TSC和TCR可以连续控制无 功输出。
为 做 大 做 强 电 力 电 子 产 业 ， 博 电 于2 0 0 7年7月 成 立 了 北 京 博电新能电力科技有限公司，专业从事电能质量咨询、评估 以及大容量电力电子成套装置研究开发、系统设计、装备制 造。
公司总部坐落于北京中关村，设有工程设计中心、研发 中心，分别在北京、重庆建立了两个生产试验基地，设有电 力电子组装生产线、控制器生产线、电力电子成套装置全工 况试验室、总面积达到7000平米。
通过长期技术积累，博电已经在SVC晶闸管阀工作特性、 运行强度、电气模型、均压特性、损耗分析等方面建立了一 整套研究方法和仿真平台，并在工程项目中得到了广泛应 用，积累了大量的技术资料和丰富的工程经验。对于其关键 部件——晶闸管元件的电热特性、失效机理、恢复特性、仿 真模型的研究也在持续进行，并取得了丰硕的研究成果。博 电已经完全掌握SVC的电气设计、结构设计、组装工艺、调试 技术、试验技术、冷却技术、绝缘技术等相关内容，并在实 际工程中得到充分验证。
VCmax
Voltage(v)
max
Vref Vmin
V Lmax
T C R支 路
F C支 路
图2 TCR型SVC主接线原理图
www.ponovo.cn
I C mak
05
I Lmax Total svc Current 图3 TCR型SVC V-I 特性
uபைடு நூலகம்
T C R支 路 往 往 采 用 三 角 形 接 法 ， 被 控 的 相 控 电 抗