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智能电能质量

KSVG300无功发生装置

文字:[大][中][小] 2015-3-6  浏览次数:1299

               

国家电控配电设备质量监督检验中心检验合格

 

配电系统中,为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成线路功率损耗,在各负荷点均须配置相应电压等级的无功补偿装置,以提高电网输电能力,降低输电损耗。配电网的无功补偿,已成为保证电网安全经济运行不可缺少的重要环节。

另外,随着大功率电力电子设备的大量投入,注入电网的谐波日益增多,电网污染日趋严重,电网品质严重恶化。传统的静态补偿及静态无源滤波装置已无法满足改善电网电能质量要求,动态无功补偿与谐波治理的问题日益突出。

综合而言,无功功率控制与补偿的重要性体现在解决以下四方面问题。首先,电网对运行效率的要求日益提高,为了有效利用输变电容量,应对无功进行就地补偿;其次,电源点一般远离负荷中心,远距离的输电需要灵活调控无功以支撑解决稳定性及电压控制问题;再次,配电网中存在大量的感性负载,在运行中消耗大量无功,使得配电系统损耗很大;最后,用户对于供电电能质量的认识和要求日益提高,提高功率因数,减小电压偏差和扰动,治理和抑制谐波放大,已成为重要关注点。因此,对电网的无功进行就地补偿,尤其是动态补偿,在配电系统中十分重要。

动态补偿方式

自动投切电容器组(TSC、接触器投切),通过向电网增加容性无功负载,从而使得电网系统功率因数提高。该方法技术简单、成本低,是目前主流的低压成套配电无功补偿方式。然而该方法也存在很多不足,例如:由于电容器的容值分配问题,分组投切补偿下对于感性无功的补偿是间断的、不连续的,存在欠补偿或过补偿等问题。另外谐波引起的并联谐振或谐波放大问题,也严重影响到电容器组的运行安全与寿命。

静止无功补偿器(SVC),是由晶闸管控制投切电抗器和电容器组组成,该方法无功调节速度快、且能实现平滑调节,但该运行方式本身制造谐波,需配置无源滤波器来吸收,在投切时容易产生高次谐波,设备功耗较大。

智能静止无功发生装置(KSVG300)的主体是一个电压源型逆变器,由可关断型器件适当的通断,将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压,再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压,就可以灵活地改变其运行工况,使其处于容性、感性或零负荷状态。与静止无功补偿器(SVC)相比,静止无功发生器响应速度更快,谐波电流更少,而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。伴随静止无功发生器的技术成熟和成本降低,已逐步成为补偿领域重要的技术手段。

产品概述

KSVG300智能无功发生装置(三相不平衡自动调节)可灵活设置,性能优越,具有响应速度快、安装和操作容易、维护简单,并且补偿性能不受系统参数影响,是最理想的无功补偿产品之一。装置采用高性能控制芯片和全控型电力电子器件,采用国际先进的控制理论和全数字控制方法,实时检测电网中电流,快速分离出无功电流分量,并根据无功电流的大小产生控制指令,实时将大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网中,实现瞬时抵消无功电流。SVG可提供超前或滞后的无功电流,用于改善电网的功率因数和实现动态无功补偿。

                                               技术原理

 

    由上图可以看出,KSVG300通过向系统注入反相无功电流,抵消掉负载所需的无功电流,从而使系统侧注入的电流与电压同相位(纯阻性)或接近,提高了功率因数,并减小了总的视在电流的大小。

工作原理

如下图所示,断路器合闸后,KSVG首先通过预充电电阻对DC母线的电容器充电,这个过程会持续10秒钟,防止上电后对DC母线电容器的瞬间冲击。当母线电压Vdc到达额定值后,预充电接触器闭合。当KEML-SVG失电时,接触器才会打开。

控制板PCB通过CT采集负载电流信号,无功分离模块将其中的有功成分移去后,所得到的无功成分送到调节和监控模块。该模块有两个功能,一是可以产生调节无功电流给控制信号模块;二是对系统所有功能进行监测。控制信号模块产生驱动信号触发IGBT变换器,向系统反送补偿无功电流。 

 运行模式

         

电气原理图

 KSVG300性能特点

 标准模块设计,支持GCS\MNS等多种抽屉安装方式。

 控制器使用DSP+ARM控制系统,采用高性能的霍尔电流互感器和霍尔电压互感器。

 感性至容性的连续无功功率补偿,10ms动态响应时间(瞬时响应小于100μs),不发生谐振和谐波电压。

 具有完备的保护功能,包括过载、过电压、欠电压、过电流、温度保护以及自诊断功能。

 系统可根据运行温度,自动调节设备最大输出电流,不会发生超载导致设备损坏。

 具有缓冲启动回路,避免启动时瞬间过大电流。

 变流器故障总控关闭功能:变流器三相桥臂整体关断,触发板供电关断。

 通过特种变压器的耦合作用,可应用到610kV系统中,扩展了电压等级方面的应用范围。

 显示操作界面采用工业级触摸屏,操作简单方便;显示界面可以实时显示电压、电流、谐波等参数;菜单设置灵活,通过软件设定电流互感器变比及极性,根据需要设置目标功率因数以及输出电流大小,并可以实时故障记录和事件记录。

 无需进行复杂的电网分析,设计选型简单,安装和操作容易,进线方式灵活,可选择顶部进线方式或底部进线方式,

 考虑严酷工业环境需求,器件均经严格筛选,核心部件都采购自国际知名厂家,完善电磁兼容设计,冗余保护措施,确保装置能够长期稳定运行。

 可多机并联工作,根据用户需要灵活扩大补偿容量。

 采用通用的通信协议,通信接口为RS485或以太网口;

KSVG300智能无功发生装置(三相不平衡自动调节)模块规格型号:适用于三相四线系统。 

型号
额定容量Kvar
系统电压(V)
适用柜型(W*D*H)mm
KSVG300M- 50
50
400V或600V
600*800*2200
KSVG300M-100
100
400V或600V
600*800*2200
KSVG300M-200
200
400V或600V
600*800*2200
 

KEML智能无功发生装置(三相不平衡自动调节)

规格型号:适用于三相三线或适用于带有中性线的三相四线系统

型号
额定容量kvar
系统电压(V)
适用柜型(W*D*H)mm
KSVG300/4L-50
50
400V或600V
600*800*2200
KSVG300/4L-75
75
400V或600V
600*800*2200
KSVG300/4L-100
100
400V或600V
600*800*2200
KSVG300/4L-150
150
400V或600V
600*800*2200
KSVG300/4L-200
200
400V或600V
800*800*2200
KSVG300/4L-225
225
400V或600V
800*800*2200
KSVG300/4L
300
400V或600V
800*800*2200
      大于300kvar装置 可定制    

KSVG300装置具有功能,由KSVG300M无功发生器模块组成的装置具有如下特点:

1)        KSVG设备可动态双向连续调节无功功率,既可提供感性无功,又能提供容性无功。
2)        KSVG采用以原装进口IGBT器件为核心的三相桥结构,可动态连续调节无功功率,补偿容量足够的情况下可实现系统功率因数全程接近1。
3)       K SVG设备可实现无级补偿,保证无功容量连续调节与平滑输出。
4)        KSVG设备响应速度小于10ms,调节速度快,电压裕度,保证设备安全可靠运行。
5)        KSVG连入系统后不会造成系统谐振。
6)        KSVG控制系统选用DSP芯片,能快速鉴相和直接控动态特性好。
7)        KSVG装置主回路元件的选用应留有足够的电流、制KSVG交流侧输出电流。
8)        KSVG采用荧光触摸屏,可显示和记录系统运行参数。
9)        KSVG运行时不产生谐波,且不用考虑谐波对KSVG的影响,在使用现场谐波复杂的情况下,设备仍可安全正常运行。
10)    保护措施齐全,自动化程度高,能在外部故障或停电时自动退出工作,送电后能自动恢复运行,整套设备具有过流、过压、欠压、过热,电子元器件监测等多重保护。
11)    柜体型式与其他低压开关柜采用相同柜型,颜色与其一致。

 

         

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