一种面向智能变电站的svg成套装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及无功补偿装置,属于电力电子产品领域。一种面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于：包括与高压进线连接的高压母线，高压母线通过连接变压器和低压母线相连，所述低压母线连接进线断路器，进线断路器连接预充电回路，预充电回路通过连接电抗器连接滤波回路和IGBT变流器，IGBT变流器连接有直流电容器，所述IGBT变流器和直流电容器均与控制器连接，所述控制器包括谐波检测回路，谐波检测回路连接设置在高压母线侧的电流检测霍尔传感器，还连接设置在IGBT变流器侧的霍尔传感器，并与进线断路器和预充电回路相连，监测和控制系统电压。本实用新型能够实现无功的就地平衡和变电站电压无功的综合调整。
【专利说明】
一种面向智能变电站的SVG成套装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及动态无功补偿装置，尤其涉及一种面向智能变电站的SVG成套装置。
【背景技术】
[0002]近年来，受城区输电线路走廊限制，电力电缆越来越多的应用于城区输电线路。由于相同长度、相同截面积的电缆线路电容值是架空线路电容值的20?30倍，电缆线路产生的无功充电功率要比架空线路大一个数量级。随着电缆线路的增加，大量电缆所产生的充电功率对电网的无功平衡造成了一定的影响。
[0003]根据宁波电网的无功电压运行情况反应，在夏季高峰时段和节假日低谷时段无功电压控制困难、负荷功率因数难以满足考核指标。在低谷时段，负荷轻，线路充电电容功率无法就地消耗，容易出现无功返送110/220kV网络。尤其在春节、国庆节等节假日轻负荷时期，系统电压普遍偏高，电缆充电功率对全电网和无功平衡的影响更为明显，诸多变电站由于电缆充电功率影响，出现了无功倒送和电压越限情况，增加了网损，影响经济性。在高峰时段，负荷重，感性负荷消耗无功，需要从网上吸收无功功率，占用了输、变、配电设备的资源，设备利用率低，线路末端电压也会拉低。目前针对电缆充电无功多采用在变电站增设电抗器解决，针对重负荷拉低线路电压多采用增设电容器组解决。
[0004]但随着电缆在城市配网改造的广泛应用以及电缆长度的持续增长，导致电力线路充电功率上升明显，而220kV及以下各级变电所电抗器配置过少，无法实现无功就地平衡，且有些地方的进相运行能力有限，1kV及以下配网无功补偿设备布点多，但不具备遥控操作和实时监测条件，人工投切工作量大且难以有效监控。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种面向智能变电站的SVG成套装置，解决现在无功电压控制困难，无法实现电网无功平衡，出现无功倒送和电压越限情况，增加了网损的缺陷。
[0006]技术方案
[0007]—种面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:包括与高压进线连接的高压母线，高压母线通过连接变压器和低压母线相连，所述低压母线连接进线断路器，进线断路器连接预充电回路，预充电回路通过连接电抗器连接滤波回路和IGBT变流器，IGBT变流器连接有直流电容器，所述IGBT变流器和直流电容器均与控制器连接，所述控制器包括谐波检测回路，谐波检测回路连接设置在高压母线侧的电流检测霍尔传感器，还连接设置在IGBT变流器侧的霍尔传感器，并与进线断路器和预充电回路相连，监测和控制系统电压。
[0008]所述控制器通过RS485通信连接有远程控制终端，所述远程控制终端具备无线通信模块。
[0009]所述预充电回路包括充电电阻旁路接触器和缓起动充电电阻。
[0010]所述高压母线上设置有电流互感器，用于检测三相负荷电流。
[0011 ]所述IGBT变流器的功率元件采用高开关频率IGBT器件。
[0012]所述IGBT变流器中的IGBT器件固定在散热器之上，所述散热器上安装有温度继电器，控制散热器处于设定温度之下。
[0013]有益效果
[0014]本实用新型采用具备直接连接在1kV侧的SVG成套装置，且具有预充电回路防止上电时对直流电容器的瞬间冲击，能够应用在中低压变电站的无功的就地平衡上，且在成套装置上设置远程控制装置，能够实现就地分散控制和变电站电压无功综合调整相结合，实现11 OkV和I OkV线路的无功平衡和电压稳定。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的接入系统不意图；
[0016]图2为本实用新型的结构连接示意框图；
[0017]图3为本实用新型的电源系统结构框图。
[0018]其中:丨-高压母线，2-连接变压器，3-低压母线，4-进线断路器，5-连接电抗器，6-熔断器，7-电流互感器，8-预充电回路，9-滤波回路，10-1GBT变流器，11-直流电容器，12-控制器，13-电流检测霍尔传感器，14-霍尔传感器。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体的实施例和附图，进一步对本实用新型进行阐述。
[0020]SVG的基本原理是将电压源型变流器(Voltage Sourced Converter，简称VSC)，经过电抗器或者变压器并联在电网上，通过调节变流器交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。
[0021]考虑电缆在城市配网改造的广泛应用以及电缆长度的持续增长，同时考虑现有变电站空间问题，以及各配电台区电压的稳定，通过综合控制与分散补偿相结合的方式解决变电所重载电压偏低与轻载电压越上限的问题，并改善中低压配电网无功的就地平衡情况，因此选择了部分1kV开闭所增装具备遥控和实时监测功能的面向智能变电站的SVG型双向动态无功补偿成套装置。
[0022]本实用新型提出一种面向智能变电站的SVG成套装置，包括与高压进线连接的高压母线，高压母线通过连接变压器和低压母线相连，所述低压母线连接进线断路器，进线断路器连接预充电回路，预充电回路通过连接电抗器连接滤波回路和IGBT变流器，IGBT变流器连接有直流电容器，所述IGBT变流器和直流电容器均与控制器连接，所述控制器包括谐波检测回路，谐波检测回路连接设置在高压母线侧的电流检测霍尔传感器，还连接设置在IGBT变流器侧的霍尔传感器，并与进线断路器和预充电回路相连，监测和控制系统电压。装置的接入系统示意图如附图1所示，与1kV进线柜连接的1kV母线，通过连接变压器连接400V母线，再连接低压SVG，SVG结构框图如附图2示意。
[0023]所述控制器通过RS485通信连接有远程控制终端，所述远程控制终端具备无线通信模块。远程控制终端通过无线通信模块可以与控制中心通信，接收控制中心的遥控控制，SVG进行控制投切和软启动。
[0024]所述预充电回路包括充电电阻旁路接触器和缓起动充电电阻。进线断路器合闸后，SVG首先通过预充电电阻对直流电容器充电，用以防止上电时对直流电容器的瞬间冲击。当母线电压达到额定值之后，接触器闭合，预充电电阻退出运行。直流电容器作为储能元件，为通过IGBT变流器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。
[0025]所述高压母线上设置有电流互感器，用于检测三相负荷电流。
[0026]所述IGBT变流器的功率元件采用高开关频率IGBT器件。所述IGBT变流器中的IGBT器件固定在散热器之上，所述散热器上安装有温度继电器，控制散热器处于设定温度之下。当散热器温度超过设定温度时，温度继电器动作，实现对IGBT变流器的过热保护。IGBT变流器由控制器进行控制。控制器通过电流检测霍尔传感器、PT、设置在进线断路器侧的电压检测霍尔传感器分别采集和监测变流器的输出电流、交流侧电压、直流侧电压，进行过载、过压、缺相等保护。IGBT的驱动电路自身具有短路保护功能，在IGBT发生短路过电流时能够快速关断IGBT进行保护。所有控制、保护和驱动电路均通过III级电磁兼容试验的测试，能够有效的防止电磁干扰对变流器运行的影响。
[0027]SVG电源系统的结构框图如附图3所示，其中输入采用交流A、B、C三相同时输入，以提高输入电源的稳定性和可靠性。装置具有缓启动控制回路，能够避免自启动瞬间过大的投入电流，减小电源上电对滤波电容的冲击，并限制该电流在额定范围之内，延长SVG使用寿命O
[0028]SVG能够全天候安全稳定地独立运行，不影响系统中其它设备的正常工作，不危害电网安全。并具有完备的内部保护功能(包括母线过压/欠压、直流过压/欠压、频率异常、相序错误、短路、温度保护、IGBT损坏检测保护、控制系统异常等)和系统自诊断功能，如果装置内部发生故障时，能够自动进行保护而不至于给外部的电源系统造成影响。
[0029]本实用新型采用具备直接连接在1kV侧的SVG成套装置，且具有预充电回路防止上电时对直流电容器的瞬间冲击，能够应用在中低压变电站的无功的就地平衡上，且在成套装置上设置远程控制装置，能够实现就地分散控制和变电站电压无功综合调整相结合，实现I 1kV和1kV线路的无功平衡和电压稳定。本实用新型的方案应用于智能变电站，能够解决以下五方面问题:
[0030]1、解决配电网建设与改造中不断提高电缆率造成的无功倒送和电压越限问题；
[0031]2、解决夏季高峰负荷造成的低电压问题；
[0032]3、解决中压配电网无功补偿设备日常监视与投切管控困难的问题；
[0033]4、解决变电所占地面积有限，无法安放集中补偿装置的困难；
[0034]5、改善中低压配电网无功的就地平衡情况，降低线路损耗。
[0035]本装置可推广到相关有电缆充电无功问题的变电站改造项目中，不仅能产生巨大的直接经济效益，还能提高并改善系统的供电质量。
[0036]上面结合具体实施例和附图对本实用新型作了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可在不脱离本实用新型构思的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:包括与高压进线连接的高压母线，高压母线通过连接变压器和低压母线相连，所述低压母线连接进线断路器，进线断路器连接预充电回路，预充电回路通过连接电抗器连接滤波回路和IGBT变流器，IGBT变流器连接有直流电容器，所述IGBT变流器和直流电容器均与控制器连接，所述控制器包括谐波检测回路，谐波检测回路连接设置在高压母线侧的电流检测霍尔传感器，还连接设置在IGBT变流器侧的霍尔传感器，并与进线断路器和预充电回路相连，监测和控制系统电压。2.如权利要求1所述的面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:所述控制器通过RS485通信连接有远程控制终端，所述远程控制终端具备无线通信模块。3.如权利要求1或2所述的面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:所述预充电回路包括充电电阻旁路接触器和缓起动充电电阻。4.如权利要求1所述的面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:所述高压母线上设置有电流互感器，用于检测三相负荷电流。5.如权利要求1所述的面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:所述IGBT变流器的功率元件采用高开关频率IGBT器件。6.如权利要求1或5所述的面向智能变电站的SVG成套装置，其特征在于:所述IGBT变流器中的IGBT器件固定在散热器之上，所述散热器上安装有温度继电器，控制散热器处于设定温度之下。
【文档编号】H02J3/18GK205646833SQ201620454258
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李岩, 王敬波, 刘晶晶, 孙科, 郭高鹏, 周勋甜, 邵雪峰, 王小磊
【申请人】思源清能电气电子有限公司, 宁波市电力设计院有限公司