成都银隆新能源汽车项目静止无功发生器的应用

项目名称：成都银隆新能源安全试验室

建设公司：成都银隆新能源有限公司

设计单位：上海同建华强建筑设计有限公司

项目介绍：成都银隆新能源有限公司位于成都市新津县金华镇新科大道168号,是国内新能源大型产业、现代化高新技术企业之一，成都生产基地占地面积约3000亩（一期用地约1500余亩，二期1500余亩），总投资约100亿元。

  公司致力于打造以锂电池材料为核心，以锂电池、电动汽车动力总成、整车制造、智能电网储能系统的研发、生产、销售为一体的新能源闭合式循环产业链。公司通过引进世界顶尖级专家、先进管理、技术理念，向世界品牌公司看齐，独创出“零元供车、十年租赁、十年质保、整车替换、四方共赢”的创新商业模式。新团队新增加安全实验室建设项目建筑面积768平方米，用电容量为5000KVA,设置2台箱式变压器，容量分别为2500KVA和2500KVA,要求高可高性供电方案和优质的电能质量，为精密实验设备供电，低压采用静止无功发生器补偿和有源电力滤波器滤波，投运后补偿的功率因数达到0.98以上。

NYSVG静止无功发生器

随着社会的发展,公众对电网电能质量提出了更高的要求。从目前的电能质量来看,电网频率相对比较好,而电压质量(包括幅值、波形和三相不平衡度)等虽在合格范围,但仍需提高。影响电压质量的一个主要原因是电网无功容量不足或配备不当,造成电网电压在峰荷时偏低,在谷荷时偏高,并导致线损增加。其次,近年来大功率非线性负荷,如炼钢用的电弧炉,电解铜、铝等大功率整流设备、大型轧钢厂冲击负荷、电气牵引机车等的广泛使用,产生出大量的谐波,严重影响着电网的电能质量。

目前采用的无功补偿绝大多数是投切固定容量的电容器组,只有少量同步调相机和静止无功发生器,可调节的无功容量不足,能快速响应的无功调节设备就更少。因此,研究快速响应的无功补偿设备,提高电能质量,对电压稳定、减少线损和节能,有着重要的现实意义和巨大的市场潜力。

1、简述

静止无功发生器英文描述为：Static Var Generator，简称为 SVG。又称高压动态无功补偿发生装置，或低压静止同步补偿器。是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器、电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式。SVG有着无可比拟的优势，是一种用于动态无功补偿和三相不平衡调节的电力电子装置，是电容器、电抗器等传统无功补偿的先进替代产品。

2、工作原理

SVG采用可关断电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路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。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。

电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成

工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实事高高率因数运行。

3、技术参数

静止无功发生器有模块式和整柜式，模块式容量30Kvar到150Kvar，整柜式容量30Kvar到500（600）Kvar；可适用于所有动态无功补偿的场合。安装方式有壁挂式、模块式（客户自己组装）、整柜式。

4、产品优势

①、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源(把电源改成IGBT)模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般（去掉一般）在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术。

②、补偿时间： 国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200（40）毫秒的时间，SVG在5-20(5-10)毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况;(改成功率因数不达标)

③、有级（极）无极： 国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级(极)的有级补偿，每增减一（极）就是几十千法(乏)，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千法(乏)开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿;

④、谐波滤除： 国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除装置容量50%以内13以下的谐波;

⑤、使用寿命： 国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。

5、静止无功发生器作用主要有以下几点

①、 提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。

②、 稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

③、在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功裣可以平衡三相的有功及无功负载。

6、应用领域

冶金行业：主要是存在于生产流水线上的轧机。

石油行业：主要是频繁快速启动的绞车用电动机、抽油机用提升机、转盘等。

轨道交通：大量使用电缆长距离传输、以及因需求特性存在严重的三相不平衡状态。

汽车制造业：大量使用电焊机或激光焊接机，在焊接的短时间隔后紧随着是空载运行，并会产生两个电压阶梯。

7、为什么使用

无功补偿技术是一种很传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平的高低，无功补偿通俗的讲就是将低压变压器传输过来的无用功转 变为有用功。这样：

①、减少线路损耗50%以上。就全国讲，线路损耗约占据12%，其中主要是无功分量引起的损耗，若无功线损降低50%~60%，一年便可节电500亿度左右，相当于半个三峡工程的发电量。这种不消耗一次能源，便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程。且投资极小，见效快。

②、避免罚款。我国电力部及物价局“关于颁发《功率因数调整电费办法》通知”中规定，功率因数0.94时，减少电费1.1%，功率因数0.6时增加电费15%······。例如一个315KVA的变压器，功率因数从0.6提高到0.94以上，年奖罚差3～4万元。

③、不额外投资，便实现扩容。进行无功补偿后，便可提高用电承载率，变压器可满负荷运行。例如一台315KVA的变压器，功率因数COSф=0.6负荷的变压器只能提供优质服务189KW的有功功率，不能承受300KW左右的容量，需购买一台500KVA的变压器替换。将功率因数由0.6提高到0.98，相当于扩大了63%,既有功由189KW提高到309KW可基本满足需要的容量，便节省了一台500KVA的变压器，经费约三四十万元。

④、改善电能质量，延长了电器寿命，提高了产品质量。

8、图纸表示

9、静止无功发生器图片

NYSVG/4L-400V-30kvarB 壁挂式              NYSVG/4L-400V-100kvarM 模块式

NYSVG/4L-400V-500600kvarG立柜式                 NYAT7070S滤波(补偿)控制器

总结

无功补偿装置的应用场合凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置(这是国家电力部门的规定)，特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。