动态静止无功补偿发生装置技术标准低压静止同步补偿器技术标准27页word资料Word格式.docx
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目录
1范围
本标准主要适用于本公司生产的交流电压380V、频率50HZ、三相三线制、三相四线制的低压静止同步补偿器（STATCOM）。
STATCOM称为静止同步补偿器（StaticSynchronouscompensator,简称STATCOM），属于电气一次设备。
它利用大功率电力电子元件，通过脉宽调制（PWM），以DC/AC变流器为基础，自动实现无功电流和谐波电流的快速、平滑调节。
STATCOM的基本组成：
主控制器、变流器单元、LC滤波部分、连接电抗器、电气开关、保护电路、电气柜体、风扇、铜排、端子排等。
2引用标准
GB7251.1-2019低压成套开关设备和控制设备
GB/T22582-2019电力电容器低压功率因数补偿装置
GB12325-2019电能质量供电电压允许偏差
JB/T9663-2019低压无功功率自动补偿控制器
GB10229-88电抗器
GB/T17626.5-2019电磁兼容试验和测量技术
GB/T4702-92脉冲电容器及直流电容器
GB18802.1-2019低压配电系统的电涌保护器
GB/T15576-2019低压成套无功功率补偿装置
JB/T10695-2019低压无功动态补偿装置
GB/T14549-93电能质量公用电网谐波
GB4208-2019外壳防护等级的分类
GB/T3797-2019电气控制设备
DL/T721-2000配电网自动化系统远方终端
3产品功能及原理
3.1低压STATCOM工作原理
SVG是当今无功补偿领域最新技术的代表。
SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。
SVG的基本原理是利用可关断、大功率、高频率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，实时调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或直接控制其交流侧电流，使桥式电路迅速吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿、电压质量控制的目的。
SVG的无功功率调节与传统电容器补偿不同，它不受系统电压影响。
在电能质量调节方面，快速的无功功率或无功电流调节能力，可提高负荷侧供电系统的电压稳定性，抑制供电系统电压波动和闪变；
它对负载不平衡电流的快速补偿能力，可提高电网三相电流平衡度。
并联补偿器的作用相当于一个三相受控电流源。
单相SVG工作原理图如下：
单相SVG工作原理图
运行模式：
3.2低压STATCOM技术特点
本系列的低压SVG产品分为三相三线型和三相四线型。
三相三线制是适用于三相平衡时补偿，三相四线制是适用于三相不平衡时补偿或者是分相补偿。
三相三线SVG的拓扑结构为三相三桥臂，三相四线SVG的拓扑图结构为三相三桥臂直流侧电容分裂为中性点，其拓扑图分别如下：
三桥臂结构的三相三线SVG的拓扑图
由于许多负荷本身只是三相三线制接线，因此针对此类负荷的SVG只需要采用三相三线制主电路即可。
目前大量的功率开关模块都已经按三相三桥臂结构制作，因此实现三相三线制主电路结构非常方便，如图所示为三相三线制结构的SVG。
对于并联型SVG,如果电压的等级低可以省去变压器，直接通过电抗器并联接入系统。
三桥臂结构的三相四线SVG的拓扑图
3H桥结构的三线四线制SVG
我国380V系统多为三相四线制系统，而负荷通常也是为三相四线制，即存在中线，因而三相电流之和通常不为零，即存在零序电流，零序电流中既可能有零序基波分量也可能含有零序谐波分量，此时采用并联型三相三线制主电路的SVG无法消除线路中的零序基波电流和谐波电流以及中性线中的电流。
在许多情况下，为保证三相电流的平衡，在大型办公楼中通常会在三项中合理分配负荷，使三相电流尽量平衡。
但是由于单相负荷如计算机工作站等信息设备的大量使用，以及大量设备是后面不断增加的，因此实际中要合理分配三相负荷是难以做到的。
并联型三相四线制SVG就是解决这种非线性负荷不平衡问题和谐波问题的有力手段。
3.3低压SVG功能及技术指标
提高线路输电稳定性
在长距离输电线路上安装SVG装置，可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗，抬高线路电压和线路的有效输送容量，在系统故障情况下提供及时的无功调节，阻尼系统振荡，提高输电系统稳定性。
维持受电端电压
SVG快速的无功调节能力，可维持负荷侧电压，提高负荷侧供电系统的电压稳定性。
动态调节功率因素，降低线损
SVG能够根据负荷需求动态调节无功功率，提高系统功率因数，避免供电系统罚款；
SVG连续、动态补偿负荷侧无功电流，减少无功在电网上流动，提高了线路或设备有效容量，降低系统网损。
抑制电压波动和闪变
SVG能够快速提供变化的无功电流，以补偿负荷变化引起的电压波动和闪变等。
目前，SVG是抑制电压波动和闪变的最佳产品。
抑制三相不平衡
SVG能够快速补偿由于负载不平衡所产生的负序电流，始终保证流入电网的三相平衡，大大提高供用电系统的电能质量。
SVG特点及参数
1）连续输出/吸收电网无功功率，确保线路/配变功率因数接近1.0；
2）电能质量综合监测功能，谐波分析达31次；
3）可快速发生无功电流，抑制电网电压波动和闪变；
4）在线状态监视和自诊断、监视功能，及时定位故障；
5）并网不会影响系统阻抗，可以自动运行，不需要人为操作；
6）准确测量并显示系统当前的各个状态量；
7）提供RS485/232接口，方便就地调试和远程管理；
8）额定电压：
低压系列:
400V（4L）、400V~1140V（3L）；
9）电压偏移：
±
15%；
10）额定频率：
50Hz+5%;
11）功率因数：
>
0.98；
12）单机容量：
75kvar~200kvar（可多机并柜运行）;
13）响应时间：
＜1ms；
跟随时间：
＜20ms；
14）工作方式：
连续工作；
15）自身功耗：
<
1.5%；
16）防护等级：
户外机IP65以上，室内机IP20；
3.4低压SVG基本构成
低压SVG装置组成：
主控制器、变流器单元、连接电抗器和LC滤波部分、电气开关、保护电路及电气柜体。
低压SVG的电气主结构意图如下。
SVG的实物示意图如下所示：
3.4.1主控制器
主控制器采样系统电压和电流，完成系统信号检测和控制算法；
连续、动态输出功率单元需要PWM控制器信号，实现无功和谐波的自动调节和控制。
主控制器主要包含：
电源部分、CPU部分、采样部分、输出部分。
CPU部分:
一般采用DSP+FPGA结构或双DSP结构.
采样部分:
系统电流/电压，输出电流，工作温度，储能电压，以及装置的状态信息（DI）.
输出部分：
PWM脉冲输出、装置启/停信号控制输出、保护信号控制输出等；
电源部分：
主要实现电压隔离和电压转换，为主CPU工作供电。
3.4.2变流器
变流器主要完成DC/AC转换，输出期望的无功电流或谐波电流。
a）3半桥或3H桥结构的电压源型（VSI）结构；
b）IGBT元件：
工作频率10KHZ以上，额定电压1200V；
c）工作频率：
6.4KHZ，输出电压为400VAC20%；
d）储能电源：
4500μF,900VDC;
e）散热模式：
晶体管散热片+风扇；
3.4.3连接电抗器
连接电抗器主要完成电气隔离作用。
链接电抗器采用矽钢片及铜箔绕线；
或采用非晶材料铁心及铜箔绕线。
噪音：
≤65dB;
发热：
≤85℃；
损耗：
≤1.0%（额定功率）
3.4.4LC滤波单元
LC滤波部分主要实现输出电流谐波滤除作用，优化电能质量。
LV部分采用高频滤波电抗器和电容器。
工作率：
6.4KHZ
4工作环境
产品运行环境应满足以下要求：
4.1环境温度
其周围空气温度不高于+55℃，不低于-25℃，24h内平均温度不高于+35℃。
4.2湿度要求
相对湿度<
85%
4.3海拔高度
使用场所海拔高度不超过2000m。
4.4污染等级
不超过GB7251.1规定的污染等级3，即存在导电性污染，或者由于凝露使干燥的非导电性污染变成导电性污染。
4.6电压条件
装置工作电压为0.80UN~1.15UN.不包括由于接通或开断装置所引起的过渡过电压，但包括谐波及电源电压波动的影响。
电压总谐波畸变率不大于5%。
4.6大气条件
使用场所周围介质无爆炸及易燃危险；
无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体；
无导电尘埃。
5技术要求
5.1机械结构
a）装置应由能承受一定机械、电气和热应力的材料构成，应承受元件安装或短路时可能产生的机械应力或热应力;
同时需经得起在正常使用条件下可能会遇到的潮湿影响。
b）装置的门应能在不小于90°
的角度内灵活启闭。
c）装置的壳体外表面，一般应喷涂无眩目反光的覆盖层，表面不得有起泡、裂纹或流痕等缺陷。
d）装置内所有金属紧固件均应有合适的镀层，镀层不应起皱、脱落、变色及生锈。
e）装置的焊接件应焊接牢固，焊缝应该均匀美观，无焊穿、裂纹、咬边、残渣、气孔等现象。
f）装置中发热部件必须加装相应的通风装置，通风设备不能影响装置的防护等级。
g）为了确保防腐，装置应采用防腐材料或在裸露的表面涂上防腐层，同时还要考虑使用及维修条件。
h）装置中电气元件和电路的布置应便于操作和维修，同时要保证必要的安全等级。
5.2装置的防护等级
对户内使用的屏式装置的正面防护等级应不低于IP20，柜式装置的防护等级应不低于IP30，户外装置的防护等级应不低于IP34D。
装置采用通风孔散热，通风孔的设置不应降低装置的防护等级。
IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。
第1个标示特性号码（数字）所指的防护程度
数字
防护范围
说明
无防护
对外界的人或物无特殊的防护
1
防止直径
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