智光ZG-dSVC高压动态无功补偿装置

（一）产品概述

ZG-dSVC高压动态无功补偿装置是智光电气研发团队在十余年大功率电子电子技术、高压无功自动补偿控制技术和电力自动化等产品研发的技术和经验基础上，通过与清华大学合作成功研制而成。
ZG-dSVC高压动态无功补偿装置顺利通过国家权威机构型式试验。并已在冶金、煤炭、风电等行业成功运行。

智光电气10kV水冷散热型SVC系统
特点：纯水冷却系统、光电触发，双DSP控制技术

智光电气10kV热管散热型SVC系统
特点：专用热管散热系统、光电触发，双DSP控制技术

智光电气35kV TCR型SVC系统
特点：纯水冷却系统、光电触发，完善的高压保护技术

……

（二）ZG-dSVC原理及构成

SVC按照补偿原理可以分为磁控电抗器（MCR）型和相控电抗器（TCR）型，TCR型的SVC具有调节速度快、噪音低和损耗小等优点。ZG-dSVC动态无功补偿装置采用TCR型技术方案。

ZG-dSVC的原理如图1所示，成套装置分为全数字控制系统、晶闸管相控电抗器、滤波电容器组、冷却系统四大部分。

滤波器组

滤波电容器组由滤波电抗器和电力电容器构成，根据不同的滤波需求，ZG-dSVC可以将电容器组设计为单组或者多组并联。滤波器组的作用有三个方面：

1、提供固定容量的容性无功；

2、滤除相控电抗器产生的谐波电流；

3、滤除母线固有的谐波电流。

全数字化控制系统

全数字化控制系统是ZG-dSVC的控制核心，分别由人机界面、主控制器、阀组TE板，远程监控台、微机保护装置等构成。

图 ZG-dSVC 主控制器

图 ZG-dSVC监控界面

冷却系统

ZG-dSVC的冷却系统可采用水冷、热管和型材散热三种方案。

（三）ZG-dSVC技术性能及特点

ZG-dSVC主要功能：

1、提高电力系统稳定性，增强电网的输电能力；

2、抑制电压波动和闪变，改善电能质量；

3、动态补偿无功，提高功率因数；

4、滤除谐波，解决谐波带来的诸多问题；

5、降低变压器和输电线路的损耗，节约电能。

ZG-dSVC技术优势：

1、采用进口仿真系统进行实时模拟仿真，保障ZG-dSVC控制算法的先进性；

2、成套装置采用分层分布式结构，系统构架清晰，大大简化了安装和维护工作，增加了系统实用性和可靠性；

3、采用专利技术的功率单元与系统结构设计，阀组功率密度大、散热效率高、设备环境适应能力更强，环境热稳定性更好；

4、监控系统可实现多种网络通讯规约，并可按用户需要定制通讯规约；

5、采用高速DSP和超大规模FPGA的全数字化控制系统，确保复杂控制算法的实现；

6、采用光电隔离触发技术，相比电磁触发技术，大大提高了晶闸管触发的可靠性和稳定性；

7、采用自主研发的触发保护专利技术，防止晶闸管提前关断，避免触发失控。

ZG-dSVC完备的出厂试验条件

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。

主要技术指标：

（四）ZG-dSVC 规格型号

ZG-dSVC高压静止无功补偿装置型号说明

注：阀组冷却方式 阀组触发方式

W－密闭循环纯水冷却 I－光电触发

H－热管散热器冷却 E－电磁触发

P－型材散热器冷却

阀组的技术规格如下表：

额定电压	补偿容量 （MVar）	冷却方式	单台尺寸 （宽*深*高）	重量/台（kg）
6kV	＜6	型材风冷	1250×700×1450	280
	6～18	热管散热	1100×1200×1705	350
	＞18	纯水循环冷却	800×1100×2550	1500
10kV	＜10	型材风冷	2000×700×1450	340
	10～20	热管散热	1700×1200×1705	450
	＞20	纯水循环冷却	900×1100×2550	2000
35kV	16～32	型材风冷	2000×700×1450	340
	32～105	热管散热	1850×1450×3173	450
	＞105	纯水循环冷却	3870×1400×3000	3000
27.5kV	＜6	型材风冷	2000×700×1450	340
	6～18	热管散热	1700×1200×1745	450
	＞18	纯水循环冷却	1300×1400×3000	3000

说明：

1、上述规格是ZG-dSVC成套装置的名称，其相控电抗器和滤波电容器组的选型需要按照技术协议执行。

2、本产品在不断更新中，本公司保留更新、修改的权利。

3、ZG-dSVC全系列产品接受用户定制。

（五）典型案例

河南许昌某不锈钢有限公司热连轧车间无功补偿项目

某不锈钢公司主要从事不锈钢卷的生产，公司安装有两条850 mm 热连轧生产线共八台主轧机，包括一台粗轧机和七台精轧机，其主传动电机粗轧机组为2 × 1800 kW，年产量60万吨以上。全部设备均接入10kV母线Ⅰ段和Ⅱ段与上级电网相连，由于轧机及其附属设备的特殊负荷性能，给电网造成了母线电压低、功率因数低、电网电压畸变等不良影响，因此为提高轧机利用率及电能质量，在10kV两段母线上各安装了一套SVC无功补偿装置（FC+TCR型）。
两套SVC均采用水冷系统，Ⅰ段母线直挂9MVar容量SVC装置，采用H5、H7、H11支路主要防止5、7、11次谐波干扰，为防止高次谐波，在11次支路采用高通滤波支路。
Ⅱ段母线直挂22.5MVar容量SVC装置。

现场运行图片

采用H5、H7、H11、H13支路主要防止5、7、11、13次谐波干扰。为防止高次谐波，在13次支路采用高通滤波支路。并联两套SVC滤波装置后，在850mm管线钢等高强度钢生产过程中取得了以下有益效果。
1、功率因数得到提高：SVC系统投运后，10kV电网功率因数得到明显的提高，投入SVC之前的功率因数仅为0.5左右，投入之后功率因数提高到0.95以上，极大提高了变压器的使用效率，减少了有功损耗。
2、电网电压波动得到改善：SVC投用前在正常轧制时10kV母线电压波动*高可达到10.2%，SVC投入后仅为1.3%左右，满足国家规定标准2.5%。
3、谐波干扰极大降低：SVC投入之前，由于谐波干扰，造成10kV母线电压严重畸变，轧线无法升速轧制。投入之后，极大的提高了轧机利用率，提高了产量，为公司赢得了巨大利益。
参照以上的投产效果，SVC系统对轧机等非线性负荷产生的电网电压波动和畸变、谐波电流以及功率因数等一系列电能质量问题都有良好的改善作用，对于当今电网环境的改善有着极大的可行性，同时对钢铁企业节能降耗，提高经济效益具有重大的意义。

陕西某矿业集团有限公司矿井场地10kV变电所无功补偿项目

陕西某矿业矿井采用了全高采矿工艺，装备了国际先进的连采掘进设备和综采设备及通风设备，装机功率大，自动化程度高。矿井提升机作业时将对电网的电能质量水平造成影响。存在谐波超标，功率因数偏低等问题。本项目在用户10kV母线上装设TCR型静止动态无功补偿装置对电网进行补偿，兼顾负荷端产生的3、5、7次谐波电流的治理。
SVC装置安装在矿井变电房，在电机启动、运行过程中防止波动、稳定电压，在公用电网发生故障的时候投入全部补偿，起到支撑电压、加快电压恢复的作用。TCR型静止式动态无功补偿装置还可以自动跟踪负载(提升机)无功功率QL的冲击变化，自动调节装置的补偿电流，改善了供电电网的电能质量，提高了用电单位的工作效率及经济效益，是目前矿山动态无功补偿装置首选。
在目前情况下，采用TCR静止型动态无功功率补偿装置对于消除矿山提升机和其他大型电动机等对称性负载所产生的无功冲击是很有效的，是一种技术含量高、投资相对较少、使用效益显著的新型节能装置。SVC的投入不但取得了可喜的经济效益，而且故障时间几乎为零，维护简单，维护费用也极低。

福建某不锈钢有限公司35kV变电站无功补偿项目

宁德某不锈钢有限公司新建70吨电炉生产线一条，根据原35kV变电站设计提供的参数，该企业有8台3.15MVA/35kV/1.0kV、4台4MVA/35kV/1.0kV、1台1.25 MVA/35kV/0.4kV 电力变压器，总装机容量42.45MVA。本次工程改造新建110kV变电站一座。主变参数如下：主变容量63MVA，变比为110/35kV，电炉为70吨，另装有40吨的精炼炉。
三相电弧炉（通常简称电弧炉）是利用交流电弧产生的热来熔炼金属的一种电炉。我们通常所说的电弧炉，一般指炼钢电弧炉。在电弧炉中，电弧发生于专门的电极棒和被熔化的炉料之间，炉料受到电弧的直接加热。电弧炉是典型的谐波源负载。
为了减少谐波电流对系统的影响，抑制电压波动和闪变，改善三相电压不平衡，保证冶炼过程稳定、节能和避免对其他用电设备的影响，通过现场监测和系统分析后，在35kV母线安装TCR型静止无功补偿装置（SVC）。

宁德某不锈钢35kV供电系统在未使用SVC时，功率因数明显低于国家的供电要求，投入SVC装置后电网电压波动明显改善，对电网的无功冲击大幅降低，功率因数明显提高。钢铁生产效率也由原来的65％上升到现在的90％左右，为提高企业的经济效益发挥了积极的作用。

SVC投运前系统无功波动图

SVC投运后系统无功波动图