SVG动态无功补偿原理及功能
培训人：刘永佩
一、工作原理
TSVG的原理接线图如图1-5所示，自换相电压源变流器通过变压器或者电抗器并联到电网上，通过调节电压源变流器交流侧输出电压的幅值和相位就可以使变流器输出连续变化的容性或者感性无功电流，实现无功补偿的目的。TSVG在空载、容性和感性运行模式下的输出电流、输出电压与系统电压的关系如下表1-10所示：
运行
波形和相量图
模式
空载
运行
模式此时，IL=0。说明
二、外观及系统组成
（1）外观介绍
（2）系统组成
TSVG系列高压静止无功发生器装置主要由五个部分组成：启动柜、控制柜、功率柜、连接电抗器（或连接变压器）和冷却装置。
（1）启动柜
启动柜由启动开关、启动电阻、避雷器等组成。
TSVG系列高压静止无功发生器装置的启动方式为自励启动。在主开关合闸后，系统电压通过启动电阻对功率单元的直流电容进行启动，当启动电压达到额定值的80%后，控制系统闭合启动开关，将启动电阻旁路。
（2）控制柜控制柜由控制器、触摸屏、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。控制电源由四路开关电源构成，两路DC24V电源系统，采用冗余方式，为触摸屏和继电器操作供电；两路直流(DC)12V电源系统，采用冗余方式为主控制机箱供电。主控制面板有电源、运行和故障灯，触摸屏及急停开关组成。
触摸屏包括了启动、停止、复位、本地及远程等功能。
（3）功率柜
功率柜的主要组件是功率模块（又称为链节）。
3kV的功率柜由12个功率模块构成三相系统，每相4个模块依次级联；6kV的功率柜由24个功率模块构成三相系统，每相8个模块依次级联；10kV的功率柜由36个功率模块构成三相系统，每相12个模块依次级联。
左图内机型功率机柜布置图
右图为户外集装箱示意图
（4）连接电抗器（或变压器）
装置的输出通过连接电抗器或连接变压器并联到系统侧。
（5）冷却装置
风冷系统由散热风机和控制电路组成，已经包括在功率柜和控制柜中。
三、主要功能
（1）功率因数动态补偿，降低线损，节能降耗
配电系统中的大量负荷，如异步电动机、感应电炉以及大容量整流设备、电力机车等，在运行中都能表现为感性，需要消耗大量的无
功，增加了供电线路上的电能损失，降低了电压质量，同时无功电流也降低了发、输、供电设备的有效利用率；对于电力用户而言，低功率因数会增加电费支出，增加变压器损耗，加大生产成本。
SVG可跟随负荷无功的变化，实现无功功率的动态补偿，使线路损耗降到最低，并且充分提高了发、输、供电设备的利用率。
（2）谐波动态补偿，改善电能质量，节能降耗
非线性负荷在在产生冲击性无功功率的同时，常常对公用电网注入大量谐波。并联电容补偿可以降低线损提高供电电压质量，但并联电容不能适用冲击性无功功率的动态补偿，而且电容器的广泛应用又使谐波放大现象更加普遍，加剧了谐波的影响并恶化了电能质量、又增加了电能损耗。SVG采用以IGBT技术为代表的有源滤波技术，响应速度快、可靠性高、动态跟踪补偿基波无功及各次谐波，SVG具备滤波性能不受系统参数变化的影响、无谐波放大危险等突出优点，是动态无功补偿和谐波治理的首选节能解决方案。
（3）输电系统稳定控制，提高线路传输容量
在长距离输电线路中点安装SVG装置，不但可以在正常状态下补偿线路的无功功率，而且可以在系统故障情况下，提供及时快速的无功调节，阻尼系统震荡，提高输电系统稳定性，从而有效提高线路输电容量。
（4）维持负荷端电压，加强系统电压稳定性
对于负荷中心，由于负荷容量大，而且有没有大型无功电源支撑，因此容易造成电压偏低甚至电压崩溃的稳定事故。SVG具有的快速调
节无功功率的功能可以有效维持负荷侧电压，提高供电系统的电压稳定性。
（5）电压波动与闪变抑制
非线性负荷，如电弧炉、轧钢机、电气化铁路等，负荷的快速变化引起电压波动和闪变，不能满足用户对电压质量的要求，会导致设备运行性能不良，出现过电流、过热，保护装置误动及设备烧坏等事故，并且设备性能、生产效率和产品质量都将受到影响。电压波动和闪变对安全生产及人体健康都是极为不利的。
SVG的快速响应使其特别适合于电压波动和闪变的抑制，国际大电网（CRGRE)也将其推荐为如电弧炉等快速波动负荷引起的电压波动和闪变抑制的首选方案。
（6）不对称负荷平衡补偿
三相电压不平衡对用户的用电设备和电网的输变电设备造成很大危害：导致中性点形成较高对地电压，使电子设备积累大量的静电而造成致命的损坏；负序电流会造成变压器损耗加大，造成变压器发热，有效输出容量减小；三相不平衡运行，将增加输配电线路的损耗。
三、应用领域
SVG主要应用于靠近冲击性负荷和大容量电动机的工业领域，可以在节能降耗、提高电网安全性和稳定性、提高电网功率因数、改善电能质量等方面，发挥重要作用。
（一）、远距离输电
1.稳定弱系统电压
2.减少传输损耗
3.增加传输能力，使现有电网发挥最大效率
4.提高瞬变稳态极限
5.增加小干扰下的阻尼
6.增强电压控制及稳定性
7.缓冲功率振荡
安装SVG系统也成为我国目前正在进行的并网运行提供了坚实的技术保障。
（二）、城市二级变电站
在区域电网中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，改善功率因数，这种方式只能向系统提供容性无功，并且不能随负载的变化而实现快速精确调节，在保证母线功率因数的同时，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性。SVG系统可以快速精确地进行容性及感性无功补偿，使SVG在稳定母线电压，提高功率因数的同时，彻底、方便地解决了无功倒送问题。并且，安装新的SVG系统时，可以充分利用原有的固定电容器组和晶闸管相控电抗器（TCR）部分，用最少的投资取得最佳的效果，成为改善区域电网供电质量的最有效的方法。
（四）、日常维护
1.运行中应每天巡视装置状态，如果装置内发出异常声响，排风口处没有出风或风量比平时偏小，则应立即停机更换风机，当装置出现异味（特别是臭氧味）时，应立即通知厂家处理；
2.经常检查所有电力电缆、控制电缆有无损伤，电力电缆端子是否松动，高压绝缘热缩管是否松动；
3.室内应保持清洁，避免灰尘积累；
4.注意保持室内温度，当室温低于-25℃应尽快做升温处理，当室内温度高于45℃应尽快做降温处理，如开启加热器、加强室内外通风、开启空调等。
SVG动态无功补偿原理及功能
培训人：刘永佩
一、工作原理
TSVG的原理接线图如图1-5所示，自换相电压源变流器通过变压器或者电抗器并联到电网上，通过调节电压源变流器交流侧输出电压的幅值和相位就可以使变流器输出连续变化的容性或者感性无功电流，实现无功补偿的目的。TSVG在空载、容性和感性运行模式下的输出电流、输出电压与系统电压的关系如下表1-10所示：
运行
波形和相量图
模式
空载
运行
模式此时，IL=0。说明
二、外观及系统组成
（1）外观介绍
（2）系统组成
TSVG系列高压静止无功发生器装置主要由五个部分组成：启动柜、控制柜、功率柜、连接电抗器（或连接变压器）和冷却装置。
（1）启动柜
启动柜由启动开关、启动电阻、避雷器等组成。
TSVG系列高压静止无功发生器装置的启动方式为自励启动。在主开关合闸后，系统电压通过启动电阻对功率单元的直流电容进行启动，当启动电压达到额定值的80%后，控制系统闭合启动开关，将启动电阻旁路。
（2）控制柜控制柜由控制器、触摸屏、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。控制电源由四路开关电源构成，两路DC24V电源系统，采用冗余方式，为触摸屏和继电器操作供电；两路直流(DC)12V电源系统，采用冗余方式为主控制机箱供电。主控制面板有电源、运行和故障灯，触摸屏及急停开关组成。
触摸屏包括了启动、停止、复位、本地及远程等功能。
（3）功率柜
功率柜的主要组件是功率模块（又称为链节）。
3kV的功率柜由12个功率模块构成三相系统，每相4个模块依次级联；6kV的功率柜由24个功率模块构成三相系统，每相8个模块依次级联；10kV的功率柜由36个功率模块构成三相系统，每相12个模块依次级联。
左图内机型功率机柜布置图
右图为户外集装箱示意图
（4）连接电抗器（或变压器）
装置的输出通过连接电抗器或连接变压器并联到系统侧。
（5）冷却装置
风冷系统由散热风机和控制电路组成，已经包括在功率柜和控制柜中。
三、主要功能
（1）功率因数动态补偿，降低线损，节能降耗
配电系统中的大量负荷，如异步电动机、感应电炉以及大容量整流设备、电力机车等，在运行中都能表现为感性，需要消耗大量的无
功，增加了供电线路上的电能损失，降低了电压质量，同时无功电流也降低了发、输、供电设备的有效利用率；对于电力用户而言，低功率因数会增加电费支出，增加变压器损耗，加大生产成本。
SVG可跟随负荷无功的变化，实现无功功率的动态补偿，使线路损耗降到最低，并且充分提高了发、输、供电设备的利用率。
（2）谐波动态补偿，改善电能质量，节能降耗
非线性负荷在在产生冲击性无功功率的同时，常常对公用电网注入大量谐波。并联电容补偿可以降低线损提高供电电压质量，但并联电容不能适用冲击性无功功率的动态补偿，而且电容器的广泛应用又使谐波放大现象更加普遍，加剧了谐波的影响并恶化了电能质量、又增加了电能损耗。SVG采用以IGBT技术为代表的有源滤波技术，响应速度快、可靠性高、动态跟踪补偿基波无功及各次谐波，SVG具备滤波性能不受系统参数变化的影响、无谐波放大危险等突出优点，是动态无功补偿和谐波治理的首选节能解决方案。
（3）输电系统稳定控制，提高线路传输容量
在长距离输电线路中点安装SVG装置，不但可以在正常状态下补偿线路的无功功率，而且可以在系统故障情况下，提供及时快速的无功调节，阻尼系统震荡，提高输电系统稳定性，从而有效提高线路输电容量。
（4）维持负荷端电压，加强系统电压稳定性
对于负荷中心，由于负荷容量大，而且有没有大型无功电源支撑，因此容易造成电压偏低甚至电压崩溃的稳定事故。SVG具有的快速调
节无功功率的功能可以有效维持负荷侧电压，提高供电系统的电压稳定性。
（5）电压波动与闪变抑制
非线性负荷，如电弧炉、轧钢机、电气化铁路等，负荷的快速变化引起电压波动和闪变，不能满足用户对电压质量的要求，会导致设备运行性能不良，出现过电流、过热，保护装置误动及设备烧坏等事故，并且设备性能、生产效率和产品质量都将受到影响。电压波动和闪变对安全生产及人体健康都是极为不利的。
SVG的快速响应使其特别适合于电压波动和闪变的抑制，国际大电网（CRGRE)也将其推荐为如电弧炉等快速波动负荷引起的电压波动和闪变抑制的首选方案。
（6）不对称负荷平衡补偿
三相电压不平衡对用户的用电设备和电网的输变电设备造成很大危害：导致中性点形成较高对地电压，使电子设备积累大量的静电而造成致命的损坏；负序电流会造成变压器损耗加大，造成变压器发热，有效输出容量减小；三相不平衡运行，将增加输配电线路的损耗。
三、应用领域
SVG主要应用于靠近冲击性负荷和大容量电动机的工业领域，可以在节能降耗、提高电网安全性和稳定性、提高电网功率因数、改善电能质量等方面，发挥重要作用。
（一）、远距离输电
1.稳定弱系统电压
2.减少传输损耗
3.增加传输能力，使现有电网发挥最大效率
4.提高瞬变稳态极限
5.增加小干扰下的阻尼
6.增强电压控制及稳定性
7.缓冲功率振荡
安装SVG系统也成为我国目前正在进行的并网运行提供了坚实的技术保障。
（二）、城市二级变电站
在区域电网中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，改善功率因数，这种方式只能向系统提供容性无功，并且不能随负载的变化而实现快速精确调节，在保证母线功率因数的同时，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性。SVG系统可以快速精确地进行容性及感性无功补偿，使SVG在稳定母线电压，提高功率因数的同时，彻底、方便地解决了无功倒送问题。并且，安装新的SVG系统时，可以充分利用原有的固定电容器组和晶闸管相控电抗器（TCR）部分，用最少的投资取得最佳的效果，成为改善区域电网供电质量的最有效的方法。
（四）、日常维护
1.运行中应每天巡视装置状态，如果装置内发出异常声响，排风口处没有出风或风量比平时偏小，则应立即停机更换风机，当装置出现异味（特别是臭氧味）时，应立即通知厂家处理；
2.经常检查所有电力电缆、控制电缆有无损伤，电力电缆端子是否松动，高压绝缘热缩管是否松动；
3.室内应保持清洁，避免灰尘积累；
4.注意保持室内温度，当室温低于-25℃应尽快做升温处理，当室内温度高于45℃应尽快做降温处理，如开启加热器、加强室内外通风、开启空调等。