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电能质量治理

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GPZR-SVG低压静止无功发生器

7.jpg


GPZR-SVG概述

    随着电力电子技术,大功率可关断器件IGBT及数字信号处理DSP技术的发展和日益完善,静止无功发生器(Static Var Generator,简称SVG又称STATCOM)作为当今电能质量领域最新技术的代表,是灵活柔性交流输电系统(Flexible Alternative Current Transmission Systems,FACTS)技术和定制电力(CP)技术的重要组成部分,代表着现代无功功率补偿装置的发展方向。

GPZR-SVG系列产品采用柔性交流输电技术(FACTS),是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术而形成的用于控制交流输电的技术,主要内涵是采用可靠、高速的大功率电力电子器件(晶闸管、IGBT等)代替目前附加在交流系统中传统设备上的机械开关,实现交流输电系统的灵活、快速控制,从而提高输配电系统的可靠性、可控性、运行性能和电能质量,是一种新型的综合技术。

GPZR-SVG采用功率电子开关技术,无机械磨损,动态响应时间短(us级),控制快速,可有效提高电网电压暂态稳定性、抑制母线电压闪变、补偿不平衡负载、抑制电网中电流谐波、有效避免系统谐振,最终达到PF0.99,三相平衡的完美电能质量。

图解GPZR-SVG

     图片5.jpg

GPZR-SVG产品特征及技术参数

1:GPZR-SVG产品特征

GPZR-SVG

传统无功补偿装置

1)GPZR-SVG采用模块化设计理念,可平滑调节无功,补偿感性和容性负载,达到0.99级补偿效果。

1)传统无功补偿装置为分立式元器件自由组装,电容分组投切,无功输出容量呈台阶式,涌流大,投切时对电网冲击较大。

2)GPZR-SVG全响应时间小于15ms,动态响应时间小于50μs,特别适合负载快速变化场合。

2)传统补偿投切速度较慢,无法快速跟踪无功变化。

3)GPZR-SVG不存在谐振放大现象;且SVG是采用IGBT构成的有源型补偿装置,从机理上避免了谐振现象,安全性大大提高

3)传统补偿装置采用多组FC(电抗器匹配电容器)作为无功补偿主要手段,极易发生谐振放大,导致安全事故。

4)GPZR-SVG可动态双向(-1~1)连续调节无功功率,即从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功,和固定电容器组合可构成任意范围的连续补偿。

4)传统无功补偿装置采用电力电容器提供无功功率,只能补偿感性负载,在系统呈现容性或是处在容感性反复变化的状态,则失去补偿效果。

5)GPZR-SVG采用模块化设计和柜式安装,无需大量电抗器及电容器作为储能元件,工程设计和安装工作量小。

5)传统补偿装置需大量电容器及电抗器作为储能元件,占用空间较大,安装接线不便。

6)GPZR-SVG采用有源型补偿电路,补偿容量受系统电压影响很小,在系统电压变低时,也能够输出与额定工况相近的无功电流。

6)传统无功补偿装置靠电容器提供容性无功,由于输出的无功电流与电网电压成正比,若电网电压较低其输出的无功电流也变低导致补偿容量下降,难以给予足够补偿。

7)GPZR-SVG自身损耗极小且基本不需维护,不存在谐振过电压问题设计寿命长

7)传统无功补偿装置补偿投切频繁,电力电容器寿命受谐波,温度影响较大,需经常进行维护。

8)GPZR-SVG补偿容量即安装容量,达到同等补偿效果;GPZR-SVG容量可以比SVC容量小20%-30%

8)传统补偿装置为了能达到较好的补偿效果,通常要求安装容量要大于补偿容量。

 

2:GPZR-SVG技术参数

项目

GPZR-SVG50

GPZR-SVG

100

GPZR-SVG

65/130/195

GPZR-SVG

90/180/270

系统参数

额定输入线电压

400V

480V

690V

输入相电压范围

-40%~+20%

-20%~+20%

-30%~+15%

电网频率

50Hz/60Hz(45Hz~63Hz)

50Hz/60Hz(45Hz~62.5Hz)

可并联台数

不限

整机效率

>97%

网络结构

三相三线/三相四线

三相三线/三相四线

电路拓扑

三电平

性能指标

单模块补偿容量

50kvar

100kvar

65kvar

90kvar

响应时间

<15ms

<20ms

目标功率因数

从-1~1可调

冷却模式

智能风冷

噪声指数

<65dB

通讯监控

通讯接口

RS485,CAN,网口

通讯协议

Modbus协议

报警

蜂鸣报警

监控

模块监控,集中监控选配件

环境要求

运行温度

-10~40℃

相对湿度

5%~95%,无凝露

防护等级

IP20、其余IP等级可定制

GPZR-SVG设计选型

1. 设计原理:GPZR-SVG静止无功发生器(SVG)通过外部电流互感器(CT),实时监测负载电流,并通过内部DSP计算来分析负载电流的无功含量,然后根据设置值来控制PWM信号发生器发出控制信号给内部IGBT使逆变器产生满足要求的无功补偿电流,最终实现动态无功补偿的目的。

2. 工况场合:GPZR-SVG具备功率因数0.99级无功补偿功能,可补偿容感性负载,三相不平衡负载,无功补偿效果稳定快速,动态响应时间<50us,适用于无功功率变化频繁场合,补偿容量等于安装容量,不受系统电压跌落影响,对系统谐波不放大,无谐振,可用于谐波超标场合,并可与GPZR其它系列智能电容器及有源滤波装置配套进行使用。

        3.应用领域:

汽车制造

负载设备:电焊机、二氧化碳保护焊、输送系统、冲床

互联网数据中心

负载设备:开关电源、UPS、变频空调、电梯、照明

医院

负载设备:电子医疗精密设备、变频设备、计算机UPS

现代建筑

负载设备:开关电源、LED、电梯、照明、变频空调、节能

剧院、演出中心

负载设备:照明、电梯、空调、屏幕、LED

光伏

负载设备:单晶炉、切片机

石油开采

负载设备:交流发电机组、井架、钻盘、泥浆泵

半导体

负载设备:单晶炉

主题公园及酒店

负载设备:UPS、照明、电梯、空调

钢铁冶炼

负载设备:高炉、转炉、中频炉、电弧炉、传送系统

造纸

负载设备:碎浆机、超压机、切纸、数控机床、照明、空调

地铁

负载设备:电梯、照明、UPS

污水处理

负载设备:风机、泵类

垃圾发电

负载设备:泵类

电动汽车充电站

负载设备:充电机

橡胶

负载设备:密炼机、挤出机、成型机、硫化机

           4.GPZR-SVG无功补偿容量计算:通常根据变压器容量确定无功补偿的总容量,按经验补偿占变压器容量的20%~30%。

变压器容量

(KVA)

315

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

SVG

容量(kvar)

100

200

250

300

400

500

600

750

固定方式

立柜式(标准机柜尺寸600*600*2200mm3、600*800*2200mm3、800*800*2200mm3)

柜体数量

1

1

1

1

1

2

2

2

          5.GPZR-SVG设计选型表注:以上快速配置为用户全部采用GPZR-SVG时所需的建议容量,另用户可根据需求采用GPZR-SVG和GPZR系列智能电容器配套使用,可相应减少SVG容量,节省成本;针对谐波较大场合用户还可选购GPZR-APF系列有源滤波装置进行谐波治理)

 

 

变压器容量(KVA)

容量

 

 

SVG

型号及规格

行业

船舶重工、造纸

汽车制造、轮胎

光伏、半导体

钢铁、冶炼

广电剧院、演出中心

IDC互联网数据中心

200

GPZR-SVG050/0.4-4L

GPZR-SVG050/0.4-4L

GPZR-SVG050/0.4-4L

GPZR-SVG050/0.4-4L

250

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

315

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

GPZR-SVG100/0.4-4L

400

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

500

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

GPZR-SVG150/0.4-4L

630

GPZR-SVG200/0.4-4L

GPZR-SVG200/0.4-4L

GPZR-SVG200/0.4-4L

GPZR-SVG200/0.4-4L

800

GPZR-SVG250/0.4-4L

GPZR-SVG250/0.4-4L

GPZR-SVG250/0.4-4L

GPZR-SVG250/0.4-4L

1000

GPZR-SVG300/0.4-4L

GPZR-SVG300/0.4-4L

GPZR-SVG300/0.4-4L

GPZR-SVG300/0.4-4L

1250

GPZR-SVG400/0.4-4L

GPZR-SVG400/0.4-4L

GPZR-SVG400/0.4-4L

GPZR-SVG400/0.4-4L

1600

GPZR-SVG500/0.4-4L

GPZR-SVG500/0.4-4L

GPZR-SVG500/0.4-4L

GPZR-SVG500/0.4-4L

2000

GPZR-SVG600/0.4-4L

GPZR-SVG600/0.4-4L

GPZR-SVG600/0.4-4L

GPZR-SVG600/0.4-4L

2500

GPZR-SVG750/0.4-4L

GPZR-SVG750/0.4-4L

GPZR-SVG750/0.4-4L

GPZR-SVG750/0.4-4L

GPZR-SVG低压静止无功发生器应用设计举例


1.GPZR-SVG全补偿方案

设计原则:QSVG=30%SN  其中:SN-变压器额定容量;QSVG-SVG补偿容量。

 

内容

 

方案

负载频繁变化

方案描述

新能源汽车制造行业,10/0.4KV 1000KVA变压器

SVG全补偿容量QSVG=1000*30%=300kvar

线

a.png

型号及规格

低压静止无功补偿发生器:GPZR-SVG300/0.4-4L


2.GPZR-SVG部分补偿+GPZR-P系列滤波式智能电容器补偿方案

设计原则: ①总补偿容量Q=30%SN ②QSVG=30%Q ③QFC=Q-QSVG,混补系统中分补QF=40%QFC,其中:SN-变压器额定容量;QSVG-SVG补偿容量;Q-总补偿容量;QFC-滤波式补偿容量。

 

内容

 

方案

负载频繁变化、三相补偿、谐波抑制

负载频繁变化、混合补偿、谐波抑制

方案描述

制造工厂配电系统10/0.4KV 1000KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1000=300kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*300=90,取100kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=300-100=200kvar。

医院医疗配电系统10/0.4KV 1250KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1250=375,取400kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*400=120取150kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=400-150=250kvar,

分补容量QF=40%QFC=40%*250=100kvar。

线

b.png

c.png

型号及规格

1.GPZR-P系列滤波式智能电容器

2.低压静止无功补偿发生器GPZR-SVG100/0.4-4L

1.GPZR-P系列滤波式智能电容器 

2.低压静止无功补偿发生器GPZR-SVG150/0.4-4L

3.GPZR-SVG部分补偿+GPZR-G系列快速滤波式智能电容器补偿方案

设计原则:①总补偿容量Q=30%SN ②QSVG=30%Q ③QSVC=Q-QSVG 混补系统中分补容量QF=40%QSVC,其中:SN-变压器额定容量;QSVG-SVG补偿容量;Q-总补偿容量;QSVC-快速滤波式补偿容量。

 

内容

方案

负载频繁变化、三相补偿、谐波抑制

负载频繁变化、混合补偿、谐波抑制

方案描述

橡胶轮胎制造配电系统10/0.4KV 1000KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1000=300kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*300=90,取100kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=300-100=200kvar。

船舶重工配电系统10/0.4KV 1250KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1250=375 取400kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*400=120,取150kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=400-150=250kvar,

分补容量QF=40%QFC=40%*250=100kvar。

线

d.png

e.png

型号及规格

1.GPZR-G系列快速滤波式智能电容器

2.低压静止无功补偿发生器GPZR-SVG100/0.4-4L

1.GPZR-G系列快速滤波式智能电容器

2.低压静止无功补偿发生器柜GPZR-SVG150/0.4-4L

4.GPZR-SVG部分补偿+GPZR-G系列快速滤波式补偿+APF有源滤波方案

设计原则:①总补偿容量Q=30%SN ②QSVG=30%Q ③QSVC=Q-QSVG 混补系统中分补容量QF=40%QSVC,其中:SN-变压器额定容量;QSVG-SVG补偿容量;Q-总补偿容量;QSVC-动态谐波抑制补偿容量。④有源滤波容量根据经验公式QQ截图20160331165923.jpg,式中:S:变压器容量;U:变压器二次侧额定电压;K:负载率;IHR:谐波电流;THDi:电流谐波总畸变率。取值范围:K表示变压器的负荷率,变压器设计时的取值范围在0.6~0.85;THDi是上式中唯一的变量,它的取值范围视行业的不同、各行业负载的不同而定。具体参见前面“有源滤波设计”

 

内容

 

方案

负载频繁变化、三相补偿、谐波抑制、有源滤波

负载频繁变化、混合补偿、谐波抑制、有源滤波

方案描述

橡胶轮胎制造配电系统10/0.4KV 1000KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1000=300kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*300=90,取100kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=300-100=200kvar;

④有源滤波容量11.jpg

  为了保留一定量的裕量选择200A。

船舶重工配电系统10/0.4KV 1250KVA变压器

①总补偿容量Q=30%SN=30%*1250=375 取400kvar;

②SVG补偿容量QSVG=30%Q=30%*400=120,取150kvar;

③谐波抑制补偿容量QFC=Q-QSVG=400-150=250kvar,

分补容量QF=40%QFC=40%*250=100kvar;

④有源滤波容量22.jpg

 为了保留一定量的裕量选择300A。

线

33.png

44.png

型号及规格

1.GPZR-G系列快速滤波式智能电容器

2.低压静止无功补偿发生器柜:GPZR-SVG100/0.4-4L

3.低压有源滤波器柜:GPZR-Sin200/0.4-4L

1.GPZR-G系列快速滤波式智能电容器

2.低压静止无功补偿发生器柜:GPZR-SVG150/0.4-4L

3.低压有源滤波器柜:GPZR-Sin300/0.4-4L




电话:0512-6503 0678 传真:0512-6827 5310
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