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ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

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ZG-dSVG为我司研制的最新一代配电网无功补偿产品,本产品采用H桥级联结构作为主拓扑,通过控制电力电子器件的通断向电网注入无功功率。与传统无功补偿产品主要依靠电抗器、电容器的技术方案相比,ZG-dSVG损耗更低、响应速度更快、补偿效果更好,极大地提升配电网无功补偿的技术水平。
产品广泛应用于新能源发电、煤矿、石化、轨道交通和电网变电站等领域,成为目前解决功率因数和电压波动等电能质量问题的优选技术方案。已在五大电力集团及大型厂矿、电网、地铁等行业广泛使用,并成功投产国内海拔最高的风电场SVG产品。该系列产品具备直挂式、升压式等多种规格。

  

(一)主要技术参数
电压等级:3.3kV-35kV
单机容量:250kVar-50MVar,可多机并联运行扩充容量
装置效率:本体不低于99%
响应速度:≤4ms
冷却型式:强迫风冷或水冷


(二) ZG-dSVG原理构成
ZG-dSVG高压动态无功补偿装置选用全控型器件IGBT作为核心元件,以瞬时无功理论为基础,集电力电子技术、微机控制技术、光电触发技术于一体,是目前最先进的高压动态无功补偿装置。

 

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上,调节自换相桥式电路输出电压的幅值,就能控制装置注入电网的电流,从而控制该电路吸收或发出无功功率,实现动态无功补偿。
ZG-dSVG高压动态无功补偿装置的主回路采用功率单元级联结构,也被称为直挂型链式SVG。ZG-dSVG按照系统构成分为:进线柜、启动柜、功率柜及全数字化控制系统。

 

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

ZG-dSVG 装置原理图 


1、主回路
ZG-dSVG主回路包括进线柜、启动柜和功率柜。进线柜内装有隔离开关K1、真空接触器(断路器)J1、J2,启动柜内装有预充电限流电阻R和连接电抗器L,功率柜内装有换流链(Link),换流链(Link)通过完全相同的功率单元体(Cell)级联而成,功率单元体(Cell)内又包含直流支撑电容Cd和IGBT构成的换流电路。
1)预充电限流电阻R
预充电限流电阻R能有效限制装置启动前的预充电电流,保护IGBT和直流支撑电容不会损坏。该电阻具有极大的热容量,可在短时间内反复承受冲击电流。
2)连接电抗器L
换流链(Link)通过连接电抗器L接入电网,该电抗器将换流链(Link)的输出电压转化为电流注入电网,同时平滑换流链(Link)产生的纹波。该电抗器采用优质材料和低磁密设计,具有高线性度、低损耗和抗谐波的特点。      
3)换流链(Link)
功率单元体(Cell)串联而成的换流链(Link)是ZG-dSVG的核心部件,单台功率单元体(Cell)将直流电压转化为交流电压,功率单元体级联后叠加形成输出的高电压。
根据装置接入点电网的电压等级,ZG-dSVG每相换流链(Link)级联的功率单元体(Cell)数量不同,如10kV系统每相换流链(Link)通常由10~12个功率单元体(Cell)级联成。              
 
2、控制系统
ZG-dSVG控制系统包括主控制器、功率单元驱动板、辅助控制电路、人机界面及后台监控系统。控制系统中采用的核心元器件,如数字处理器DSP、现场可编程逻辑门阵列FPGA、光纤头、IGBT驱动模块等均为国外原装进口,可靠性已在长期应用中得到了的检验。
1)主控制器
主控制器由各个功能板卡组成,完成交流信号采集、开关量控制、PWM脉冲分配、状态检测和系统保护等工作。
2)功率单元驱动板
功率单元驱动板安装在功率单元内,通过光纤与主控制器相连,将控制信号转化为IGBT的驱动信号,同时反馈功率单元的状态。
3)人机界面
ZG-dSVG采用液晶触摸屏,具有完备的数据显示、信息存储和历史查询功能。友好的界面设计保证运行人员可以安全、便捷的操作设备。

 

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

(三)ZG-dSVG技术特点及试验条件
■ 功能全面
1、控制目标多样
ZG-dSVG具备多种工作模式:恒定无功电流、恒定无功功率、恒定母线电压、恒定功率因数,每一种模式均可以按照用户要求进行设置和整定。
2、综合治理能力强
ZG-dSVG不仅能补偿基波无功,同时兼有低次谐波抑制和不平衡补偿功能。
■ 技术领先
1、自动重启功能(专利技术)
ZG-dSVG能够实时监测电网状态,避免电网短时故障或外部干扰停机后导致装置永久停机,大大加快装置的恢复速度,提高装置运行的长期稳定性。
2、多台并列运行技术(专利技术)
针对超大容量应用和分段母线补偿而开发的专利技术,能有效提高系统运行的可靠性,完美解决母线运行方式变化时并列运行的协调问题。
■ 性能优异
1、动态响应速度快
ZG-dSVG具有4ms以内的动态响应速度,因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果,对闪变也有更好的抑制效果。
2、谐波特性优异
ZG-dSVG是有源型设备,输出电流是完全可控的,在补偿无功时输出电流畸变率在2%以内。
3、运行效率高
ZG-dSVG采用低损耗全控型功率器件,优化的CPS-SPWM控制算法,在保证性能的同时将装置的损耗控制在最小,装置效率可达99%。
■ 使用方便
ZG-dSVG具备户内柜式、户外箱式两种安装方式,具有结构紧凑,接线简单,便于维护等优点,尤其满足城市配电网灵活多变的安装需求。

性能参数

额定工作电压(kV)

6 kV/10 kV/27.5kV/35kV

单台容量(MVar)

1MVar~50MVar,可多台并列运行扩展容量。

无功补偿效果

补偿后系统功率因数≥0.98

谐波特性

只补偿无功时,谐波电压畸变率<3%,谐波电流畸变率<2%

治理谐波时谐波抑制率>85%

稳态控制精度(%)

装置实际输出的无功与设定值之间最大允许偏差不超过±2.5%

响应时间(ms)

阶跃响应时间不超过4ms

过载能力(p.u.)

1.05倍过载连续运行10min

1.1倍过载运行时间3min

1.15倍过载运行时间1min

效率(%)

额定状态下可达到99%以上

保护功能

电网过压保护、输出速断保护、输出过流保护、过温保护、光纤通讯中断保护、IGBT驱动保护、直流过压保护。

通讯接口

支持RS232/RS485和CAN现场总线,备有计算机网络监控的RJ45扩展口和通信转换模块,可以灵活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信协议。

工作环境条件

环境温度

-15℃~+45℃

相对湿度

<95%(不凝露)

海拨高度

≤1000米(如大于1000米则降额运行或特殊定制)

遵循标准

GB / T 12326-2008

电能质量波动和闪变

GB / T 14549

电能质量公用电网谐波

DL / T 1010.1-2006

高压静止无功补偿装置 第 1 部分 系统设计

GB / T 10229

电抗器

GB 1984

高压交流断路器

GB 1985

高压交流隔离开关和接地开关

Q/ZGDQ 14-2012

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

ZG-dSVG完备的出厂实验条件
严格的出厂测试是高压无功补偿装置可靠性与稳定性的重要保障,智光电气具备完善的高压无功补偿装置试验条件。
- 大功率电能质量控制研究实验室——严格按照国际化标准建造,实现50MVAR容性与感性无功满载动态试验;
- 电气控制与电力节能工程研究开发中心——由广州市科技局授牌成立,珠三角地区在该领域的研究、开发、实验基地;
- 电气控制装置性能检测实验室——保证产品的研发功能、性能与制造工艺;
- 电磁兼容实验室——更大限度的保证电子产品及器件的稳定性能及品质;
- 特种电抗器研究实验室—--设施先进,实现电抗器全面的性能检验。

  

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

  

(四)ZG-dSVG应用领域
ZG-dSVG系列高压动态无功补偿装置具有响应速度快、运行范围宽、占地面积小、补偿功能多样和满足各种电压等级与容量要求等优点,可广泛应用于电力配电系统和大型工业配电系统的动态电压控制和电能质量改进。
◆ 电力配电网(35 kV /10kV)
现场特点:
1、多台主变并列,运行方式会发生变化。
2、发生故障后电压恢复速度较慢。
3、必须与变电站VQC或区域AVC协同工作。
ZG-dSVG解决方案:
    配备上层控制系统,将交流采样、母联开关状态检测、开关柜断路器状态检测以及数据通信等放在上层控制系统内进行处理。上层控制器根据本地控制策略或远方调度命令实时计算SVG的输出容量,通过光纤将指令下发,SVG本体仅需要完成上层控制器的指令,同时反馈装置状态即可。
 
◆ 风力发电场
现场特点:
1、地处偏远,电网偏弱。
2、电压质量直接关系到经济效益和安全生产。
3、低电压穿越能力亟待提高。
ZG-dSVG解决方案:
1、提供大容量和超大容量ZG-dSVG,以高压母线电压作为控制目标,有效抑制电压波动。
2、ZG-dSVG具有优异的低电压运行特性,对改善风电场低电压运行能力有显著作用。
 
◆ 电力牵引供电系统
现场特点:
1、负序分量比重较大。
2、供电电网为单相27.5kV系统。
3、交、直流混合系统,谐波含量大。
ZG-dSVG的解决方案:
1、提供单相27.5kV 的ZG-dSVG。
2、ZG-dSVG具备综合补偿能力,在补偿无功的同时兼顾不平衡补偿和有源滤波功能。
 
◆ 冲击性大型工业负荷
现场特点:
1、负荷快速变化,对电网造成强烈冲击。
2、无功波动造成的损耗很大。
3、功率因数难以达标。
ZG-dSVG的解决方案
1、ZG-dSVG具有4ms以内的动态响应速度,可以满足对任意负载进行治理的速度要求。
2、以母线功率因数作为控制目标,实现任意时刻高功率因数运行。

 

(五)ZG-dSVG规格型号
ZG-dSVG系列高压动态无功补偿装置的产品分类如下:

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

ZG-dSVG 6kV/10kV系列

产品型号

电压

(kV)

容量

(MVar)

相数

外型尺寸(mm)

深D

高H

长L

ZG-dSVG-8H05000/06

6

5

3

1386

2675

7100

ZG-dSVG-8H10000/06

10

3

1386

2900

10700

ZG-dSVG-8H15000/06

15

3

1386

2900

14100

ZG-dSVG-12H10000/10

10

10

3

1386

2675

9500

ZG-dSVG-12H15000/10

15

3

1386

2900

13700

ZG-dSVG-12H20000/10

20

3

1386

2900

17100

ZG-dSVG-12H25000/10

25

3

1386

2900

22500

ZG-dSVG 35kV/27.5kV系列

产品型号

电压

(kV)

容量

(MVar)

相数

外型尺寸(mm)

深D

高H

宽L

ZG-dSVG-22H10000/35

35

10

3

6000

4100

14500

ZG-dSVG-22H15000/35

15

3

6000

4100

17000

ZG-dSVG-22H20000/35

20

3

6000

4100

19000

ZG-dSVG-24H05000/27.5

27.5

5

1

1386

4100

5600

ZG-dSVG-24H08000/27.5

8

1

1386

4100

7000

ZG-dSVG-24H10000/27.5

10

1

1386

4100

8200


 

 

ZG-dSVG高压动态无功补偿装置

 

 


 

 

2014 - 05 - 10
补偿容量:-8MVar~+15MVar系统电压:35kV项目特点:海拔3500米(国内海拔最高的风电场)系统构成:8MVar SVG + 7MVar FC 补偿方案:(1)以35kV母线电压或者110kV入口功率因数作为控制目标。(2)电容器组可以投切,补偿范围从-8MVar~+15MVar连续可调。
2014 - 05 - 10
补偿容量:6 MVar 系统电压:6 kV项目特点:母线并列运行或者分段运行均可进行补偿,与变电站现有无功补偿设备兼容。系统构成:6 MVar SVG补偿方案:1、母线分段运行时, SVG以Ⅱ母无功作为控制目标。2、母联开关动作后, SVG以Ⅰ母、Ⅱ母的无功作为控制目标。
2014 - 05 - 10
补偿容量:-8MVar~+8MVar系统电压:10kV项目特点:户外箱式安装,具备与区域自动电压控制(AVC)系统互联的能力系统构成:8MVar SVG补偿方案:(1)系统正常条件下以10kV母线功率因数为控制目标,系统出现故障时进入过载强补状态,加快电网电压恢复速度。(2)配有上层控制器,可以接入变电站监控系统和区域AVC系统。
2014 - 05 - 10
补偿容量:-12MVar~+12MVar系统电压:35kV项目特点:大容量SVG同时满足无功补偿和谐波抑制需求系统构成:12MVar SVG + 升压变压器 补偿方案:1、针对110kV母线进行补偿,确保实时功率因数高于0.98。2、抑制35kV母线谐波电流,降低母线电流畸变率。
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1999 - 05 - 09
价格:
产品介绍:KD-XH型配电网智能化快速消弧系统主要由接地变压器、消弧线圈、控制柜和中心屏四部分组成。消弧线圈带有一次和二次绕组,其短路阻抗高达100%;一次绕组作为工作绕组接入配电网中性点,二次绕组作为控制绕组反向并接两个可控硅。控制器调节可控硅的导通角由0至180度之间变化,实现补偿电流在零至额定值之间连续调节。由于系统采用可控硅连续调节控制,具有电流调节范围宽(输出电流可在0~100%额定电流间连续无级调节)、响应速度极快、无级连续等特点,且系统采用随调控制方式,无需阻尼电阻。KD-XH型消弧系统在接地补偿过程中能实现动态调整,基于该特性配套的小扰动原理选线装置,保证了在接地点残流很小的情况下也能够准确选出故障线路。目前该技术在全国使用超过10000套,主要客户为国家电网、南方电网、中国石化等大型企业。  技术参数:1、电压等级:       6kV、10kV、20kV、35kV;2、消弧容量:   150~1900kVA;3、电流调节范围:     0~100%额定电流;4、电流调节方式:     无级连续;5、控制方式:      随调式...
2001 - 05 - 10
价格:
采用中性点消弧线圈接地方式,对瞬时单相接地故障,可正确识别故障,快速进入和退出补偿;对非瞬时单相接地故障,可根据设定时间正确判断接地线路,将故障线路正确切除,从而提高电网供电可靠性。  技术介绍:我公司生产的KD-XHTZ型调匝式自动跟踪补偿消弧线圈成套装,采用二次并阻尼电阻和完善的二次保护技术,配以先进的单相接地故障检测装置,可实时跟踪电网电容电流,对瞬时性单相接地故障具有极佳的快速补偿效果而确保能消除,对非瞬时性单相接地故障既能快速(远小于10秒)判断故障线路并跳闸(可选),又可以按照传统消弧线圈接地方式持续运行。本套装置采用二次并阻尼电阻技术,避免了一次串电阻工作条件恶劣容易烧毁的缺点,所以具有更高的安全性和可靠性,是一种优良的电网中性点自动补偿装置。  基本参数:1、系统电压等级: 6kV,  10kV,  20kV,  35kV2、电流调节范围:一般30%-100%额定电流(根据用户需求)3、电流调节方式:等差调节,级差电流一样,残流小(可根据用户需求做成等比调节);4、接地信息记录:200次,可掉电保持5、控制方式:预调式6、通信方式:RS232,RS485,波特率为2400-19200bps可选;7、通讯规约:标准MDOBUS、CDT通信规约8、一次设备冷却方式:AN或AF9、一次设备防护等级:IP...
2003 - 05 - 10
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随着近年来配电系统的发展、城网农网改造逐渐深入,大量电缆线路取代了原有的架空线路,单相接地故障机率降低在一定程度上减弱了小电阻接地方式跳闸率过高的弊端,而其选线的高准确率为绝大多数人认可,所以在一些城市配网中小电阻接地方式仍在大量应用。  产品介绍:中性点经小电阻接地的工作方式,当其所接入系统发生单相接地时,由小电阻和过渡电阻形成的零序回路中流过比较大的零序电流,该电流流过接地线路时零序过流保护迅速动作切除该线路。配套的GRM-01电阻监测仪可以实时监测电压,电流及电阻温度。它集测量、显示、通讯等功能为一体,采用SOC高速微处理器芯片作为核心运算单元,运算速度快,可靠性高,抗干扰能力强。具有光电隔离的RS-485通讯口,支持开放式的通讯协议,便于与自动化后台进行通讯。  系统原理:1、接地变压器对于35kV、66kV配电网,变压器绕组为Y接法,有中性点引出,变压器零序阻抗较低时可不用接地变。对于6kV、10kV配电网,因变压器绕组为Δ接法,需要用接地变压器制造中性点,以便加装接地电阻器。为降低零序阻抗,接地变压器一般采用Z形接线,并可带适当的二次容量以代替站用变。2、中性点接地电阻器可单独加装外壳,也可以与接地变共同安装在同一个外壳内。3、单相隔离刀闸对于接地变压器带有二次绕组兼做站用变或电阻器直接接入主变某绕组中性点的系统中,系统中性点与电...