整理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.docx

资源描述

整理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.docx

《整理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.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理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.docx（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

整理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.docx

整理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

低压静止同步补偿器

技术标准

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

GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备

GB/T22582-2008电力电容器低压功率因数补偿装置

GB12325-2003电能质量供电电压允许偏差

JB/T9663-1999低压无功功率自动补偿控制器

GB10229-88电抗器

GB/T17626.5-1999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

GB18802.1-2002低压配电系统的电涌保护器

GB/T15576-2008低压成套无功功率补偿装置

JB/T10695-2007低压无功动态补偿装置

GB/T14549-93电能质量公用电网谐波

GB4208-2008外壳防护等级的分类

GB/T3797-2005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

噪音：

≤65dB;

发热：

≤85℃；

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

防止直径大于50mm的固体外物侵入

防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入

防止直径大于12mm的固体外物侵入

防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸（直径大于12.5mm）的外物侵入

防止大于直径2.5mm的固体外物侵入

防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件

防止大于直径1.0mm的固体外物侵入

防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件

防止外物及灰尘

完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作

防止外物及灰尘

完全防止外物及灰尘侵入

第2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

对水或湿气无特殊的防护

防止水滴侵入

垂直落下的水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏

倾斜15度时，仍可防止水滴侵入

当电器由垂直倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏

防止喷洒的水侵入

防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏

防止飞溅的水侵入

防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏

防止喷射的水侵入

防止来自各个方向飞由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏

防止大浪侵入

装设于甲板上的电器，可防止因大浪的侵袭而造成的损坏

防止浸水时水的侵入

电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏

防止沉没时水的侵入

电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏

其中:

IP30X附加字母X，X表示防止接近危险部件；X=A表示手背，X=B表示手指，X=C表示工具，X=D表示金属线。

IP30Y补充字母Y，Y表示专门补充的信息；Y=H表示高压设备，Y=M表示做防水试验时试样运行，Y=S表示做防水试验时试样静止，Y=W表示气候条件.

5.3主要部件的安装和选择

5.3.1部件选择原则

在进行装置中的元件的选择时，应仔细查对各种元件与成套设备本身的环境空气温度类别的一致性。

装置中所选用的电器元件及辅件的额定电压、额定电流、使用寿命、接通和分断能力、短路强度及安装方式等方面应适合制定的用途及本身的相关标准，并按照制造厂的说明书进行安装。

5.3.1.1主控制器

主控制器是一个完整的6U结构的单元，配置有便携式显示器、机箱、端子排、9针通讯口、安装孔等，能满足EMC试验标准和IP35要求。

控制器性能指标应满足《JB/T9663-1999—低压无功功率自动补偿控制器》标准。

控制器与功率单元（变流器）的通讯采用标准插接端子和屏蔽数据线或光纤。

主控制器可通过衬板或导轨固定在SVG柜体内。

5.3.1.2变流器

功率单元是独立的机箱，电力电子器件、直流部分、散热部分等都安装在该机箱内，机箱配置有控制器信号端子及接口、输出电流端子、风扇及通风道或通风口。

功率单元的“控制器信号端子及接口”通过“屏蔽数据线”与“主控制器”连接。

功率单元的输出电流端子通过多股绞线与LC电抗器相连；连接电缆容量应满足功率单元输出容量。

功率单元采用晶体管专用散热片，导热性能应满足功率单元的容量要求；风扇应配置热敏传感器和控制器，高温自动启动风扇。

功率单元可安装在GGD柜体中，配置支撑横梁或支撑板即可。

5.3.1.3LC滤波单元

LC滤波单元通过多股绞线与变流器的输出电流端子连接，再通过多股绞线与连接电抗器连接；多股绞线的额定容量应满足SVG容量要求。

LC的电容和电抗为T型结构,滤波电容器和电抗器为高频元件（6.4kHZ）。

滤波电容器通用技术应满足《GB/T4702-92脉冲电容器及直流电容器》。

滤波电抗器通用技术应满足5.3.1.4节要求。

LC滤波单元部分可安装在GGD柜体内，安装标准遵循《GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备》。

5.3.1.4连接电抗器

连接电抗器可安装在GGD柜体内，通过多股绞线与LC滤波单元串联。

安装标准遵循《GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备》。

技术参数：

◆额定持续电流

通过绕组的端子，电抗器能够持续承担的额定频率的电流。

额定持续电流是指对称的三相电流.额定持续电流的优选数值应与GB321《优先数和优先数系》中的R10系列相对应；

◆额定短时电流

在规定的时间内通过电抗器的短时电流稳态分量的方均根值，在此电流下电抗器不得有导常的发热和机械应力。

额定短时电流应规定为不小于被认可的故障状态下最大电流值。

◆额定短时电流的持续时间

电抗器设计的额定短时电流持续时间。

◆额定阻抗

额定阻抗值应根据系统参数和系统故障的被认可的情况，与短时电流一起确定.此数值应为所需的最小值。

◆承受短时电流的能力

限流电抗器和中性点接地电抗器应该设计成能够耐受额定短时电流在额定持续时间内产生的热的和机械的效应。

◆温度

额定持续电流时的温升按5.5执行

5.3.1.5断路器

断路器选用原则：

a）根据用途选择断路器的型式及极数；

b）根据最大工作电流的1.6倍选择断路器的额定电流；

c）根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。

具体要求是：

1断路器的额定工作电压≥线路额定电压；

2断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流；

3断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）；

4线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流；

5断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压；

6断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压；

7电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压；

8断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。

9初步选定断路器的类型和等级后，还要与上、下级开关的保护特性进行配合，以免越级跳闸，扩大事故范围。

5.3.1.6熔断器

熔6断器的选用原则

a）熔断器的额定电压与电网电压相符，限流熔断器一般不宜降低电压使用，以避免熔体截断电流时，产生的过电压超过电网允许的2.5倍工作电压。

一般用三相电路的熔断器其额定电压按相应额定线电压选择；

b）熔断件的额定电流应为最大工作电流的2倍;

c）熔断器开断电流的选择，根据熔断器的保护作用，其量大开断电流应不小于被保护电器电路的最大短路电流；最小熔化电流应不大于被保护电路的最小短路电流;

主要技术参数：

◆额定工频电流

持续流过电抗器的工频电流的方均根值。

◆额定工频电压

持续作用于电抗器两端的工频电压方均根值。

◆额定调谐频率电流

持续流过电抗器的调谐频率电流方均根值。

◆额定调谐频率电压

持续作用于电抗器两端的调谐频率电压的方均根值。

◆额定调谐频率

电抗器所连接的滤波回路的谐振频率。

◆额定电感

额定调谐频率时的电感值。

◆额定品质因数

在调谐频率和参考温度下，电抗和电阻的比值。

◆额定短时电流

短时电流的方均根值，对调谐电抗器应注明其持续时间。

5.3.1.7雷器

防雷器是对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过电压的电涌进行保护的电器。

这些电器被组装后连接到交流额定电压不超过1000V（有效值）,50/60Hz或直流电压不超过1500V的电路和设备

主要技术参数

◆标称电压

该值与被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数与选用的保护器的类型相对应，它标出交流或直流电压。

◆额定电压（最大持续操作电压）

表明保护器的最大持续工作电压。

即能够长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。

◆额定放电电流

给保护器施加8/20μs脉冲宽度的标准雷电波冲击10次时，保护器所能耐受的最大冲击电流峰值。

◆最大放电电流

给保护器施加上述8/20μs脉冲宽度的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

◆响应时间

反映在在保护器内特殊元件的动作灵敏度和击穿时间,在一定时间内的变化取决于dμ/dt或di/dt的斜率,防雷器的响应时间在10～100ns之内。

装置中所选用的指示灯和按钮的颜色应符合下表规定。

指示灯的颜色及其含义

颜色

含义

说明

举例

红

危险或告急

有危险或须立即采取行动

润滑系统失压；

温度已超（安全）极限；

因保护器件动作而停机；

有触及带电或运动的部件的危险

黄

注意

情况有变化，或即将发生变化

温度（或压力）异常；

当仅能承受允许的短时过载

绿

安全

正常或允许进行

冷却通风正常；

自动控制系统运行正常；

机器准备起动

蓝

按需要指定用意

除红、黄、绿三色之外的任何指定用意

遥控指示；

选择开关在“设定”位置

白

无特定用意

任何用意。

例如：

不能确切地用红、黄、绿时，以及用作“执行”时

按钮的颜色及其含义

颜色

含义

举例

红

处理事故

紧急停机；

扑灭燃烧

“停止”或“断电”

正常停机；

停止一台或多台的电动机；

装置的局部停机；

切断一个开关；

带有“停止”或“断电”功能的复位

黄

参与

防止意外情况；

参与抑制反常的状态；

避免不需要的变化（事故）

绿

“起动”或“通电”

正常起动；

起动一台或多台的电动机；

装置的局部起动；

接通一个开关装置（投入运行）

蓝

上列颜色未包含的任何指定用意

凡红黄和绿色未包含的用意，皆可采用蓝色

黑灰白

无特定用意

除单功能的“停止”或“断电”按钮外的任何功能

5.3.1.7母线与导线

1）装置中所选用导线及母线的颜色应符合表母线相序排列及颜色规定或采用黑色导线用对应的色套区分。

母线和绝缘导线载流量应符合常用矩形母线长期允许载流量表和BV、BVR导线载流量表。

母线相序排列及颜色

类别

垂直排列

水平排列

前后排列

母线、导线颜色

交流

A相

上

左

远

黄

B相

中

绿

C相

下

右

近

红

中性线

最下

最右