（一）產(chǎn)品概述
ZG-dSVC高壓動態(tài)無功補償裝置是智光電氣研發(fā)團(tuán)隊在十余年大功率電子電子技術(shù)、高壓無功自動補償控制技術(shù)和電力自動化等產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)和經(jīng)驗基礎(chǔ)上，通過與清華大學(xué)合作成功研制而成。
ZG-dSVC高壓動態(tài)無功補償裝置順利通過國家權(quán)威機(jī)構(gòu)型式試驗。并已在冶金、煤炭、風(fēng)電等行業(yè)成功運行。
智光電氣10kV水冷散熱型SVC系統(tǒng)
特點：純水冷卻系統(tǒng)、光電觸發(fā)，雙DSP控制技術(shù)
智光電氣10kV熱管散熱型SVC系統(tǒng)
特點：專用熱管散熱系統(tǒng)、光電觸發(fā)，雙DSP控制技術(shù)
智光電氣35kV TCR型SVC系統(tǒng)
特點：純水冷卻系統(tǒng)、光電觸發(fā)，完善的高壓保護(hù)技術(shù)
……
（二）ZG-dSVC原理及構(gòu)成
SVC按照補償原理可以分為磁控電抗器（MCR）型和相控電抗器（TCR）型，TCR型的SVC具有調(diào)節(jié)速度快、噪音低和損耗小等優(yōu)點。ZG-dSVC動態(tài)無功補償裝置采用TCR型技術(shù)方案。
ZG-dSVC的原理如圖1所示，成套裝置分為全數(shù)字控制系統(tǒng)、晶閘管相控電抗器、濾波電容器組、冷卻系統(tǒng)四大部分。
濾波器組
濾波電容器組由濾波電抗器和電力電容器構(gòu)成，根據(jù)不同的濾波需求，ZG-dSVC可以將電容器組設(shè)計為單組或者多組并聯(lián)。濾波器組的作用有三個方面：
1、提供固定容量的容性無功；
2、濾除相控電抗器產(chǎn)生的諧波電流；
3、濾除母線固有的諧波電流。
全數(shù)字化控制系統(tǒng)
全數(shù)字化控制系統(tǒng)是ZG-dSVC的控制核心，分別由人機(jī)界面、主控制器、閥組TE板，遠(yuǎn)程監(jiān)控臺、微機(jī)保護(hù)裝置等構(gòu)成。
圖 ZG-dSVC 主控制器
圖 ZG-dSVC監(jiān)控界面
冷卻系統(tǒng)
ZG-dSVC的冷卻系統(tǒng)可采用水冷、熱管和型材散熱三種方案。
（三）ZG-dSVC技術(shù)性能及特點
ZG-dSVC主要功能：
1、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強電網(wǎng)的輸電能力；
2、抑制電壓波動和閃變，改善電能質(zhì)量；
3、動態(tài)補償無功，提高功率因數(shù)；
4、濾除諧波，解決諧波帶來的諸多問題；
5、降低變壓器和輸電線路的損耗，節(jié)約電能。
ZG-dSVC技術(shù)優(yōu)勢：
1、采用進(jìn)口仿真系統(tǒng)進(jìn)行實時模擬仿真，保障ZG-dSVC控制算法的先進(jìn)性；
2、成套裝置采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)構(gòu)架清晰，大大簡化了安裝和維護(hù)工作，增加了系統(tǒng)實用性和可靠性；
3、采用專利技術(shù)的功率單元與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，閥組功率密度大、散熱效率高、設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力更強，環(huán)境熱穩(wěn)定性更好；
4、監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約，并可按用戶需要定制通訊規(guī)約；
5、采用高速DSP和超大規(guī)模FPGA的全數(shù)字化控制系統(tǒng)，確保復(fù)雜控制算法的實現(xiàn)；
6、采用光電隔離觸發(fā)技術(shù)，相比電磁觸發(fā)技術(shù)，大大提高了晶閘管觸發(fā)的可靠性和穩(wěn)定性；
7、采用自主研發(fā)的觸發(fā)保護(hù)專利技術(shù)，防止晶閘管提前關(guān)斷，避免觸發(fā)失控。
ZG-dSVC完備的出廠試驗條件
嚴(yán)格的出廠測試是高壓無功補償裝置可靠性與穩(wěn)定性的重要保障，智光電氣具備完善的高壓無功補償裝置試驗條件。
- 大功率電能質(zhì)量控制研究實驗室——嚴(yán)格按照國際化標(biāo)準(zhǔn)建造，實現(xiàn)50MVar容性與感性無功滿載動態(tài)試驗；
- 電氣控制與電力節(jié)能工程研究開發(fā)中心——由廣州市科技局授牌成立，珠三角地區(qū)在該領(lǐng)域的研究、開發(fā)、實驗基地；
- 電氣控制裝置性能檢測實驗室——保證產(chǎn)品的研發(fā)功能、性能與制造工藝；
- 電磁兼容實驗室——更大限度的保證電子產(chǎn)品及器件的穩(wěn)定性能及品質(zhì)；
- 特種電抗器研究實驗室—--設(shè)施先進(jìn)，實現(xiàn)電抗器全面的性能檢驗。
主要技術(shù)指標(biāo)：
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性能參數(shù) |
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額定工作電壓（kV） |
6 kV/10 kV/27.5kV/35kV |
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單臺容量（MVar） |
3MVar～100MVar |
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無功補償效果 |
補償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.98 |
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諧波特性 |
諧波電壓畸變率<3%，諧波電流畸變率<2% |
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穩(wěn)態(tài)控制精度(%) |
裝置實際輸出的無功與設(shè)定值之間最大允許偏差不超過±2.5% |
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響應(yīng)時間(ms) |
階躍響應(yīng)時間不超過10ms |
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效率（%） |
平均可達(dá)到99% |
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保護(hù)功能 |
電網(wǎng)過壓保護(hù)、輸出速斷保護(hù)、輸出過流保護(hù)、過溫保護(hù)、光纖通訊中斷保護(hù)、晶閘管保護(hù)。 |
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通訊接口 |
支持RS232/RS485和CAN現(xiàn)場總線，備有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的RJ45擴(kuò)展口和通信轉(zhuǎn)換模塊，可以靈活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信協(xié)議。 |
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工作環(huán)境條件 |
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環(huán)境溫度 |
-30℃～+45℃ |
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相對濕度 |
<95%（不凝露） |
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海撥高度 |
≤1000米（如大于1000米則降額運行或特殊定制） |
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遵循標(biāo)準(zhǔn) |
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GB / T 12326-2008 |
電能質(zhì)量波動和閃變 |
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GB / T 14549 |
電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波 |
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DL / T 1010 -2006 |
高壓靜止無功補償裝置 |
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GB / T 10229 |
電抗器 |
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GB 1984 |
高壓交流斷路器 |
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GB 1985 |
高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān) |
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GB-T 8446.1 |
電力半導(dǎo)體器件用散熱器 |
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GB／T 20297-2006 |
靜止無功補償裝置(SVC)現(xiàn)場試驗 |
|
GB／T 20298-2006 |
靜止無功補償裝置(SVC)功能特性 |
（四）ZG-dSVC 規(guī)格型號
ZG-dSVC高壓靜止無功補償裝置型號說明
注：閥組冷卻方式 閥組觸發(fā)方式
W－密閉循環(huán)純水冷卻 I－光電觸發(fā)
H－熱管散熱器冷卻 E－電磁觸發(fā)
P－型材散熱器冷卻
閥組的技術(shù)規(guī)格如下表：
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額定電壓 |
補償容量
（MVar） |
冷卻方式 |
單臺尺寸
（寬*深*高） |
重量/臺（kg） |
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6kV |
＜6 |
型材風(fēng)冷 |
1250×700×1450 |
280 |
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6～18 |
熱管散熱 |
1100×1200×1705 |
350 |
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＞18 |
純水循環(huán)冷卻 |
800×1100×2550 |
1500 |
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10kV |
＜10 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
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10～20 |
熱管散熱 |
1700×1200×1705 |
450 |
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＞20 |
純水循環(huán)冷卻 |
900×1100×2550 |
2000 |
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35kV |
16～32 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
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32～105 |
熱管散熱 |
1850×1450×3173 |
450 |
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＞105 |
純水循環(huán)冷卻 |
3870×1400×3000 |
3000 |
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27.5kV |
＜6 |
型材風(fēng)冷 |
2000×700×1450 |
340 |
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6～18 |
熱管散熱 |
1700×1200×1745 |
450 |
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＞18 |
純水循環(huán)冷卻 |
1300×1400×3000 |
3000 |
說明：
1、上述規(guī)格是ZG-dSVC成套裝置的名稱，其相控電抗器和濾波電容器組的選型需要按照技術(shù)協(xié)議執(zhí)行。
2、本產(chǎn)品在不斷更新中，本公司保留更新、修改的權(quán)利。
3、ZG-dSVC全系列產(chǎn)品接受用戶定制。
（五）典型案例
河南許昌某不銹鋼有限公司熱連軋車間無功補償項目
某不銹鋼公司主要從事不銹鋼卷的生產(chǎn)，公司安裝有兩條850 mm 熱連軋生產(chǎn)線共八臺主軋機(jī)，包括一臺粗軋機(jī)和七臺精軋機(jī)，其主傳動電機(jī)粗軋機(jī)組為2 × 1800 kW，年產(chǎn)量60萬噸以上。全部設(shè)備均接入10kV母線Ⅰ段和Ⅱ段與上級電網(wǎng)相連，由于軋機(jī)及其附屬設(shè)備的特殊負(fù)荷性能，給電網(wǎng)造成了母線電壓低、功率因數(shù)低、電網(wǎng)電壓畸變等不良影響，因此為提高軋機(jī)利用率及電能質(zhì)量，在10kV兩段母線上各安裝了一套SVC無功補償裝置（FC+TCR型）。
兩套SVC均采用水冷系統(tǒng)，Ⅰ段母線直掛9MVar容量SVC裝置，采用H5、H7、H11支路主要防止5、7、11次諧波干擾，為防止高次諧波，在11次支路采用高通濾波支路。
Ⅱ段母線直掛22.5MVar容量SVC裝置。
現(xiàn)場運行圖片
采用H5、H7、H11、H13支路主要防止5、7、11、13次諧波干擾。為防止高次諧波，在13次支路采用高通濾波支路。并聯(lián)兩套SVC濾波裝置后，在850mm管線鋼等高強度鋼生產(chǎn)過程中取得了以下有益效果。
1、功率因數(shù)得到提高：SVC系統(tǒng)投運后，10kV電網(wǎng)功率因數(shù)得到明顯的提高，投入SVC之前的功率因數(shù)僅為0.5左右，投入之后功率因數(shù)提高到0.95以上，極大提高了變壓器的使用效率，減少了有功損耗。
2、電網(wǎng)電壓波動得到改善：SVC投用前在正常軋制時10kV母線電壓波動最高可達(dá)到10.2%，SVC投入后僅為1.3%左右，滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)2.5%。
3、諧波干擾極大降低：SVC投入之前，由于諧波干擾，造成10kV母線電壓嚴(yán)重畸變，軋線無法升速軋制。投入之后，極大的提高了軋機(jī)利用率，提高了產(chǎn)量，為公司贏得了巨大利益。
參照以上的投產(chǎn)效果，SVC系統(tǒng)對軋機(jī)等非線性負(fù)荷產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓波動和畸變、諧波電流以及功率因數(shù)等一系列電能質(zhì)量問題都有良好的改善作用，對于當(dāng)今電網(wǎng)環(huán)境的改善有著極大的可行性，同時對鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。
陜西某礦業(yè)集團(tuán)有限公司礦井場地10kV變電所無功補償項目
陜西某礦業(yè)礦井采用了全高采礦工藝，裝備了國際先進(jìn)的連采掘進(jìn)設(shè)備和綜采設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備，裝機(jī)功率大，自動化程度高。礦井提升機(jī)作業(yè)時將對電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平造成影響。存在諧波超標(biāo)，功率因數(shù)偏低等問題。本項目在用戶10kV母線上裝設(shè)TCR型靜止動態(tài)無功補償裝置對電網(wǎng)進(jìn)行補償，兼顧負(fù)荷端產(chǎn)生的3、5、7次諧波電流的治理。
SVC裝置安裝在礦井變電房，在電機(jī)啟動、運行過程中防止波動、穩(wěn)定電壓，在公用電網(wǎng)發(fā)生故障的時候投入全部補償，起到支撐電壓、加快電壓恢復(fù)的作用。TCR型靜止式動態(tài)無功補償裝置還可以自動跟蹤負(fù)載(提升機(jī))無功功率QL的沖擊變化，自動調(diào)節(jié)裝置的補償電流，改善了供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量，提高了用電單位的工作效率及經(jīng)濟(jì)效益，是目前礦山動態(tài)無功補償裝置首選。
在目前情況下，采用TCR靜止型動態(tài)無功功率補償裝置對于消除礦山提升機(jī)和其他大型電動機(jī)等對稱性負(fù)載所產(chǎn)生的無功沖擊是很有效的，是一種技術(shù)含量高、投資相對較少、使用效益顯著的新型節(jié)能裝置。SVC的投入不但取得了可喜的經(jīng)濟(jì)效益，而且故障時間幾乎為零，維護(hù)簡單，維護(hù)費用也極低。
福建某不銹鋼有限公司35kV變電站無功補償項目
寧德某不銹鋼有限公司新建70噸電爐生產(chǎn)線一條，根據(jù)原35kV變電站設(shè)計提供的參數(shù)，該企業(yè)有8臺3.15MVA/35kV/1.0kV、4臺4MVA/35kV/1.0kV、1臺1.25 MVA/35kV/0.4kV 電力變壓器，總裝機(jī)容量42.45MVA。本次工程改造新建110kV變電站一座。主變參數(shù)如下：主變?nèi)萘?3MVA，變比為110/35kV，電爐為70噸，另裝有40噸的精煉爐。
三相電弧爐（通常簡稱電弧爐）是利用交流電弧產(chǎn)生的熱來熔煉金屬的一種電爐。我們通常所說的電弧爐，一般指煉鋼電弧爐。在電弧爐中，電弧發(fā)生于專門的電極棒和被熔化的爐料之間，爐料受到電弧的直接加熱。電弧爐是典型的諧波源負(fù)載。
為了減少諧波電流對系統(tǒng)的影響，抑制電壓波動和閃變，改善三相電壓不平衡，保證冶煉過程穩(wěn)定、節(jié)能和避免對其他用電設(shè)備的影響，通過現(xiàn)場監(jiān)測和系統(tǒng)分析后，在35kV母線安裝TCR型靜止無功補償裝置（SVC）。
寧德某不銹鋼35kV供電系統(tǒng)在未使用SVC時，功率因數(shù)明顯低于國家的供電要求，投入SVC裝置后電網(wǎng)電壓波動明顯改善，對電網(wǎng)的無功沖擊大幅降低，功率因數(shù)明顯提高。鋼鐵生產(chǎn)效率也由原來的65％上升到現(xiàn)在的90％左右，為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了積極的作用。
SVC投運前系統(tǒng)無功波動圖
SVC投運后系統(tǒng)無功波動圖
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