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SVG无功补偿设备英文的全称为StaticVarGenerator。SVG的功率模块采用IGBT控制电容的充放电,IGBT具备自动投切功能所以SVG又被称为动态无功补偿设备。SVG设备的基本原理是将自换相桥式电路组成的电压源型变流器通过变压器或者电抗器并联到电网上。然后通过调节逆变桥中IGBT器件的开关,控制直流电压逆变到交流电压的幅值和相位。SVG的作用是动态补偿电网无功功率,提高功率因数。当电网处于感性时,svg发出容性电流,抵消与之相反的无功电流。当电网处于容性时,svg发出感性电流,抵消与之相反的无功电流。
什么是35KV直挂式SVG设备,直挂式就是取消升压变压器,直接采用多个SVG功率单位串联后使电压达到35KV。35KV直挂式SVG设备一次主电路原理分析,采用多个电容器(单个电容的电压一般V-V)连接经IGBT逆变成交流电后,再将多个功率模块(功率单元)串联出35KV交流电接入电抗器,电抗器经隔离开关接入35KV主母线,具体原理图如下(星形接法)。
水冷式和风冷式SVG对比
水冷式SVG优势是密封性和散热性都比风冷式的更好,但是水冷式价格高且维护比风冷式的复杂,常规小容量的户内SVG都是采用风冷式,而大容量SVG都是采用水冷式居多。
1、户外水冷式SVG(如下图)
2、户外风冷式SVG(如下图)
3、户内水冷式SVG(如下图)
4、户内风冷式SVG(如下图)
水冷式SVG主要原理介绍
1、水冷控制柜(如下图)
2、水冷换热器(如下图)
3、IGBT液冷散热器原理图及组装图(如下图)
4、水冷内配管(如下图)
SVG设备的核心配置分为:功率柜、电抗器、控制柜三大部分组成,以下对SVG三大核心配置设备进行简单介绍。
1、功率柜:功率柜主要由功率单元(功率模块)组成,构成了无功补偿设备的主体。功率单元分三相安装,根据不用厂家的设计,每相功率单元为10个-20个(三相合计30-60个功率模块)。
功率模块介绍,功率模块主要由IGBT、电容器、驱动板(电路板)组成。
(1)IGBT最主要的作用就是直流和交流双向转换,可以把单个IGBT看成一个微型的双向变流器。IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管,是由(BJT)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。一套大型的SVG需要配置IGBT设备个以上。
(2)电容器:也称为电容,是一种能够存储和释放电荷的被动电子元件。SVG配置的电容比我们常规看到电路板上面的体积要大的多,单个电容器大约有手臂那么粗尺寸。一套大型的SVG需要配置电容器个以上。
(3)驱动板:每个IGBT设备都需要配置一块对应的控制电路板。
2、电抗器:常用干式空心电抗器,一般采用三个独立的单相电抗器组合使用。
3、控制柜:主要控制SVG充放电,控制柜与功率柜信号通过光纤进行隔离控制,实现了高低压的可靠隔离,户外式SVG一般将控制柜安装在功率柜内部。
SVG的优势:
1、双向补偿:SVG可以作为电容器组用发出无功,也可以当成电抗器用吸收无功;
2、连续容量补偿:可以连续发出感性无功和容性无功,补偿精度高;
3、运行损耗小:效率99.2%;
4、占地面积小:没有滤波支路,不到SVC的一半;
5、响应速度快:基于IGBT器件及控制技术,响应时间小于5ms,电压波动和闪变抑制效果更好;
6、谐波特性好:采用先进的多电平链式电路拓扑结构,以阶梯波逼近正弦波,产生谐波极小。