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        380V TSVG
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          產品類別 / PRODUCT

        10kV 35kV APF / SVG

        水冷10kV 35kV APF / SVG

        次/超同步振蕩抑制裝置 SDC

        380V APF

        380V AVC

        380V SVG

        380V TSVG

        電能質量檢測

         
        380V TSVG

        傳統電容器組TSC+SVG的新型無功補償方案

        一、靜止無功補償技術

        1.1無功的概念

        在用電系統中,許多用電設備均是根據電磁感應原理工作的,如配電變壓器、電動機等,它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率(reactivepower)。因此,所謂的"無功"并不是"無用"的電功率,只不過它的功率并不轉化為機械能、熱能而已;因此在供用電系統中除了需要有功電源外,還需要無功電源,兩者缺一不可。

        在正常情況下,用電設備不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求,用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,那么這些用電設備就不能維持在額定情況下工作,用電設備的端電壓就要下降,從而影響用電設備的正常運行。

        無功功率對供、用電也產生一定的不良影響,主要表現在:

        (1)降低發電機有功功率的輸出。

        (2)視在功率一定時,增加無功功率就要降低輸、變電設備的供電能力。

        (3)電網內無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。

        (4)系統缺乏無功功率時就會造成低功率因數運行和電壓下降,使電氣設備容量得不到充分發揮。

        1.2無功補償方案

        目前市場上常見的使用可控性器件的靜止無功補償裝置主要有三類:TCR、TSC和SVG。其中:TCR和TSC統稱為SVC。

        (一)TSC是通過晶閘管投切電容器的一類無功補償裝置,其工作原理為,通過控制器檢測系統無功負荷變化,然后控制晶閘管投切或者切除電容器,以維持系統無功穩定在設定要求值。圖一為TSC系統拓撲圖。


         圖一  TSC系統拓撲圖

        (二)靜止無功發生器(SVG)通過外部電流互感器,實時檢測負載電流,并通過內部DSP計算,提取出負載電流的無功分量(感性或容性),然后通過PWM信號發送給內部IGBT,控制逆變器產生一個相對應的反向無功電流(容性或感性)注入電網中,達到無功補償的目的。圖二為SVG工作原理圖。

         

        1.3 TSC與SVG性能對比

        SVG與TSC雖同為靜止無功補償裝置,但補償機理完全不同,二者在補償性能上也存在很大的差異。表一中詳細列出了二者的性能對比分析,從中可以看出無論是從補償性能還是自身損耗等各個角度考慮,SVG方案都具有TSC不可比擬的優勢。

        表一  SVG與TSC性能對比 

        對比鮮明項目

        TSC

        方圖電氣SVG

        無功補償功能

        有,通常補償范圍為0.6~1,易受系統電壓影響,可靠性低

        有,動態實時補償,目標功率因數在-1~1之間,不受系統電壓影響,穩定可靠

        三相平衡補償功能

        補償方式

        分級補償,容易造成過補欠補的情況

        動態實時補償,速度快,精度高

        全響應時間

        無全響應時間

        <15ms

        容量特性

        安裝容量要大于補償容量;電網電壓較低時,其輸出的無功電流也變低,導致補償容量下降,難以給予足夠補償償 

        安裝容量即補償容量;有源型補償電路;補償電流受系統電壓影響很小

        分相補償

        需特殊設計

        自身損耗

        是否受諧波電流影響

        占地面積

         

        二、TSVG方案

        TSVG方案介紹

        傳統的電容電抗(TSC)補償方式響應速度慢,損耗大,且受到自身有級調節特性的限制很容易產生過補和欠補的情況,補償效果十分不理想;而SVG補償方案雖性能優越,但一次性投入成本太高。出于補償性能和方案經濟性的考量,方圖電氣提出了一種新型的補償方案——TSVG補償方案。

        TSVG主要由ICMS(控制器)+TSC(電容電抗)+SVG(靜止無功發生器)三部分組成,圖三為其簡要的組成示意圖。


                                       圖三 TSVG組成示意圖

        此方案中,負載的大部分無功由LC進行補償,動態特性、補償效果由SVG支撐??刂破鳎↖CMS)則負責對SVG及TSC的補償進行監控。

        2.2TSVG組件介紹


        2.3 TSVG技術參數

        2.3.1 電容器技術參數

        技術參數

        自愈性:自愈性號,擊穿可迅速自動恢復絕緣性能;

        允許偏差:不超過額定值的-2~+3%;

        低損耗:損耗角正切值(tgδ)不大于0.001(工頻額定電壓下,20℃)

        過壓能力:1.1Un下長期運行

        過流能力:1.3In下長期運行

        耐壓:極對極施加2.15Un,2S不擊穿;

                 極對外殼加3.5kVac,10S不擊穿;

        保護機制:內設壓力保護裝置

        執行標準:GB/T12747-2017《自愈式低壓并聯電容器》及IEC60831

         

        使用要求

        1、安裝運行地區海拔高度不超過2000m,使用時周圍環境空氣溫度為-25~+55℃;

        2、安裝運行場所應無有害氣體和蒸汽,應無導電性或爆炸性塵埃,安裝運行場所應無劇烈機械振動;

        3、電容器投入運行時,應采用具有限流裝置的電容器專用接觸器或在電壓過零時投入的無觸點開關,也可以在電容器上串聯接入電抗器,以避免電容器的早期損壞。

        4、涌流的大小應該限制在100倍額定電流以內。

         

        2.3.2  SVG技術參數

        1、環境要求

         存儲溫度:-40℃~+70℃

        工作溫度: -10℃~+40℃

        濕度要求:最大95%,無凝露

        海拔高度:1500m,在1500m-4000m。根據國標GB/T3859.2,每上升100m,功率降低1%。

         

        2、電氣性能

        工作電壓:AC380V(-40%~+20%)

        工作頻率:50 Hz

         頻率范圍:45~55HZ

        電網結構:三相四線

         并聯臺數:不限,單臺集中監控模塊最多可帶八臺功率模塊

        整機效率:>97%

         平均無故障時間:10萬小時

        開關頻率:20kHz(平均)

         CT范圍:150/5~10000/5

         

        3、功能描述

        無功補償范圍:目標功率因數容性感性可調

         無功補償率:>99%

         控制算法:FFT

         功能選擇:補償無功、補償無功及不平衡

        快速響應時間:<50us

        全響應時間:<15ms

         

        4、物理特性

        尺寸:

         凈重:35kg

         機身顏色:機架式:全覆鋁鋅板,不噴涂  /壁掛式:全噴涂RAL7035桔紋

         通風量:222L/sec(強制風冷)

         噪音:<65dB

        通訊接口:RS485,集中監控屏可選配網口與干接點

        安裝方式:機架/壁掛

        進線方式:后進線

        防護等級:IP20

         

        5、保護功能

         保護功能:過載保護、短路保護、母線過壓保護、電源故障保護、保險故障保護、過溫保護、頻率異常保護、缺相保護等 

        三、TSVG方案配置

        3.1、300Kvar TSVG配置清單

        類別

        型號

        容量/kvar

        數量/個

        SVG

         FONTU- SVG 30 44L/RE

        30

        1

        共補電容

         60 C 480-3L

        60

        3

        共補電容

         30 C 480-3L

        30

        1

        分補電容

        10*3 C 280-1L

        30

        2

        電抗

        60 R 480-3L-7

        60

        3

        電抗

        30 R 480-3L-7

        30

        1

        電抗

         10*3 R 280-1L-7

        30

        2

        晶閘管開關

        60 TSC-△

        ≤60Kvar 

        3

        晶閘管開關

        30 TSC-△

        ≤30Kvar 

        1

        晶閘管開關

        30 TSC-Y

        ≤3*10Kvar

        2

        LC機柜

        包含機柜內部配電

        800x1000x2200

        1

        控制器

        ICMS1

        18路投切

        1

        3.2、400Kvar TSVG配置清單

        類別

        型號

        容量/kvar

        數量/個

        SVG

         FONTU- SVG 50 44L/RE

        50

        1

        共補電容

         50 C 480-3L

        50

        6

        分補電容

        8.34*3 C 280-1L

        25

        2

        電抗

        50 R 480-3L-7

        50

        6

        電抗

        8.34*3 R 280-1L-7

        25

        2

        晶閘管開關

        60 TSC-△

        ≤60Kvar 

        6

        晶閘管開關

         30 TSC-Y

        ≤3*10Kvar

        2

        LC機柜

        包含機柜內部配電

        800x1000x2200

        1

        控制器

        ICMS1

        18路投切

        1

        3.3、600Kvar TSVG配置清單

        類別

        型號

        容量/kvar

        數量/個

        SVG

        FONTU- SVG 30 44L/RE

        30

        1

        共補電容

         60 C 480-3L

        60

        8

        分補電容

        10*3 C 280-1L

        30

        3

        電抗

         60 R 480-3L-7

        60

        8

        電抗

         10*3 R 280-1L-7

        30

        3

        晶閘管開關

        60 TSC-△

        ≤60Kvar 

        8

        晶閘管開關

         30 TSC-Y

        ≤3*10Kvar

        3

        LC機柜

        包含機柜內部配電

        800x1000x2200

        2

        控制器

        ICMS1

        18路投切

        1

        3.4、800Kvar TSVG配置清單

        選用以下配置或者兩套400Kvar配置,詳見3.2、400Kvar TSVG配置清單

        類別

        型號

        容量/kvar

        數量/個

        SVG

         FONTU- SVG 50 44L/RE

        50

        1

        共補電容

         60 C 480-3L

        60

        12

        分補電容

        10*3 C 280-1L

        30

        1

        電抗

         50 R 480-3L-7

        50

        12

        電抗

        10*3 R 280-1L-7

        30

        1

        晶閘管開關

         60 TSC-△

        ≤60Kvar 

        12

        晶閘管開關

        30 TSC-Y

        ≤3*10Kvar

        1

        LC機柜

        包含機柜內部配電

        800x1000x2200

        2

        控制器

        ICMS1

        18路投切

        1  

        四、TSVG方案優勢
        4.1效益分析

        1、補償特性

        傳統無功補償方案

        TSVG補償方案









        傳統無功補償,采用有級調節,容易出現過補或欠補。

         

        TSC進行有級投切補償

        SVG模塊進行盲點覆蓋,實現無級投切

         

        2、補償效果

        圖四所示為TSVG的補償效果圖,分析整個補償過程如下:

        1)100~200ms:負載的無功突增,LC來不及動作,SVG會實時響應補償系統無功;

        2)200~500ms:LC反應投入補償,此時SVG會實時減少補償容量;

        3)900~1000ms:負載的無功突減時,LC來不及切除投入的電容器,SVG會實時發出一個反向補償的無功,將LC過補的容量補償掉;

        4)1000ms~:LC將多余的補償容量切除,此時SVG又會實時跟蹤系統無功變化,將系統中剩余的無功消除。

        可以看出,整個補償過程LC承載了大部分的補償任務,SVG主要負責LC投切延時中的快速跟蹤和微調作用,二者相互配合,共同滿足系統的無功需求,補償效果十分明顯。

        圖四 TSVG補償效果圖

        3、應用靈活

        在實際應用中,TSVG的容量配置十分靈活,以300kvar補償容量為例:


        表中可以清晰地看出,當系統需要300kvar的無功容量,TSVG有3種不同的方案可供選擇,客戶可以根據現場的無功需求和經濟適用性的考量自主選擇配置方案,靈活多變。

        4、經濟適用

        SVG的一次性投入成本較高,而傳統無功補償裝置的價格相對而言比較便宜,二者配合使用,可以在達到預期補償容量的情況下節省投資成本。

        4.2安全性能

         元器件選型環節穩定可靠

        關鍵電子元器件全部選型國際知名品牌

        生產環節穩定可靠

        方圖電氣產品生產流程嚴格導入ISO9000質量管理體系,機器出廠前經過一系列測試檢驗工序確保機器正常穩定運行。

         測試環節穩定可靠

         完善的ICT、FVT、Hi-pop、各種功能檢測

         老化前測試(耐壓、絕緣電阻、漏電流測試)

         老化測試,12小時

        老化后測試,工作性能測試

        老化后測試(抗干擾測試、沖擊性負載測試

          應用環節安全穩定保障

        極寬的電壓輸入范圍

        額定工作電壓為380V,可承受-40%~+20%的電壓波動,頻率為50/60Hz,可承受+/-5%的頻率波動,適應各種不同工況的電能質量環境。同時,如果電壓波動超過上下限,機器自動閉鎖輸出,并發出告警。

        負載短路保護

        可承受負載短路的沖擊,在短路消除后重新啟動。

        并聯獨立控制

        并聯接入電網,不會因機器故障導致電網斷路。

        過壓保護

           電網電壓超過過電壓設定值時,快速逐級切除已投入的電容器,防止過電壓擊穿電容器。

        防止投切震蕩

        能防止小電流負荷及過壓臨界值出現的反復投切。

        數據保存

        系統失電后參數不會丟失,數據永久保存。

          監控系統自檢及告警

        系統具備快速、完全的故障自檢功能,包括市電欠壓或過壓、母線過壓或過流、風扇故障、功率器件過溫、輸入保險絲熔斷等各種故障自檢,所有故障均可在大監控觸摸屏上顯示出來,同時機器自動采取相對應的操作保護機器。機器在供電或斷電情況下可保存500條故障記錄,易于分析原因及排除故障。

         

         



         
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