NRSVG高压动态无功补偿 高压静止型无功补偿

NR-SVG-10kV-3000kvar

高压动态无功补偿成套装置

技

术

方

案

浙江能容电力设备有限公司

2021年07月

1、方案概述

1.1无功补偿的必要性

无功补偿的重要性：电力系统有句俗话，电压调无功，可见无功在供电系统中对电压的稳定性有着十分重要的作用。无功补偿装置是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数和稳定电压的作用，同时可以减少供电变压器及输送线路的损耗，节能减耗提高供电效率。还可以减少电网设备容量或者说可以提高供电设备的带负荷能力。

　　如在有功功率不变的情况下，当电网的功率因数提高时，无功功率也将同时减少，由公式S=可知，视在功率必然随着下降。例如某用电单位需5000kW的电力负荷，当功率因数为0.6时，由公式COSφ=P/S可求得，S=P／cosφ=8334kVA，即需要一台10000kVA的变压器；若功率因数补偿到0.95时，则只需装设一台6300kVA的变压器。由此可见，功率因数提高了，需要的电力设备容量可相应减少。所以无功补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

简介

（1）一般电力系统用户负荷吸收有功功率PL和无功功率QL。

电源提供有功功率PS和无功功率QS（可能感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有PS=PL，QS=QL。没有无功吸收部分的电网存在以下几个问题：

1）电网从远端传送无功；

2）负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量。

因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，提高电网电能质量。

1.2 方案概述有功功率KW自然功率因数COS目标功率因数COS 系统运行电压KV无功需求量容量Kvar安装容量Kvar50000.750.95102766.1649933000

   本方案根据用户提供的无功补偿要求设计，现场为2段 10kV 母线，主要用电负载为电动机负载，负载功率5000KW,自然功率因数大约COS-0.75左右，补偿后功率因数COS-0.95左右，在每段10KV母线上各安装1套3000Kvar/10kV动态无功补偿装置NR-SVG-10-3000kvar，不仅可以达到稳定电网功率因数、稳定电压的目的，提升用户电能质量，优化区域电网，而且降低了成本，提高了用户的经济效益。

2、 设计目标及标准

2.1设计目标

1）进线点（电力部门计量点）的实时功率因数值高于0.95（无过补，可设定）；

2）在补偿容量范围内，输出谐波电流总畸变率（THD）小于3％。

3）成套装置以 10 kV侧母线无功功率、 10 kV母线电压作为控制目标，成套装置额定补偿容量为3000kvar。

4）成套装置可自动动态跟踪电网电压变化及负载变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现高功率因数运行。动态响应时间不大于5ms。

5）成套装置输出谐波电流总畸变率（THD）小于3％，NR-SVG具有一定的有源滤波功能，达到输出电压谐波含量满足国标要求。

6）成套装置应具有短时过载能力，过载无功补偿容量为成套装置总容量的10%可长期运行。

7）成套装置采用强制风冷，技术先进、运行安全可靠，适应现场环境。冷却风机采用高效静音风机，产生的噪音应符合国家标准。

8）完善的保护功能；

9）友好的人机界面；

10）灵活的通讯接口；

2.2执行标准

设备的制造、试验和验收除了满足本技术协议的要求外，还符合下列国家标准或相应的IEC标准：

GB11920-89 《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》

SD205-1987 《高压并联电容器技术条件》

GB50227-95 《高压并联电容器装置设计规范》

GB11024 《高电压并联电容器耐久性试验》。

GB11025 《并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器》。

GB50227 《并联电容器装置设计规范》

GB3983.2-89 《高电压并联电容器》

GB3983.2 《高压并联电容器》

GB1985-89 《交流高压隔离开关和接地开关》

GB 10229-88 《电抗器》

DL/T653-1998 《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》

JB/T 3840-1985 《并联电容器单台保护用高压熔断器》

DL/T620 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

GB/T 11032-2000 《交流无间隙金属氧化物避雷器》

GB1985 《交流高压隔离开关和接地开关》

G/T 12325-2003 《电能质量  供电电压允许偏差》

GB/T14549-1993 《电能质量 公用电网谐波》

3设计方案

3.1 补偿方案的确定

 依据用户要求，装置运行电压等级为10kV，动态无功补偿装置2 套，NR-SVG设备采用柜式，以进线无功功率及母线电压作为控制目标，自动动态跟踪电网无功变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行，满足功率因数稳定在0.95（可设定）以上。每套装置额定补偿容量为 3000 Kvar。动态无功补偿装置NR-SVG采用户内安装。

3.2 NR-SVG技术参数

3.2.1 NR-SVG装置的组成

本方案提出的3000KVar/10KV的NR-SVG无功发生器，采用基于瞬时无功功率理论的无功检测方式，以进线无功功率及母线电压作为控制目标，自动动态跟踪电网无功变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。采用先进进口的全控型器件IGBT，开关频率不低于500Hz。装置主回路元件的选用留有足够的电压、电流裕度，元件有良好的dv/dt，di/dt特性。

IGBT组成的H桥功率单元级联作逆变主电路的结构形式，并辅助以小容量储能元件。它的输出电压由多个电平台阶合成阶梯波，经过输出电抗滤波后正弦度好。这种逆变器由于输出电压电平数的增加，使得输出波形具有更好的频谱，并且每个开关器件所承受的电压应力较小，不需要均压电路，可避免大的dv/dt所导致的各种问题。

系统主电路应采用链式串联结构，星型连接，每相如图3.1所示由12个换流链模块（功率单元）组成，并采用冗余设计，满足“N-1”的运行要求；

              图3.1主电路链式串联结构

每个功率单元简化电路如图3.2所示。每个功率单元均具有完善的保护措施，并且各工作状态均送回主控单元，主控与各单元信号连接均采用光纤。从图3.2可以看出，功率单元主回路是典型的“H”桥电路。

图3.2 功率单元简化电路

进线柜为10KV电缆接入点，NRSVG内含开关器件，电压互感器检测器件等。

企业名片