静止无功补偿器(SVC)简介10
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
南京南瑞继保电气有限公司
主要内容
概述
工作原理 SVC技术发展现状 南瑞继保SVC主要构成 南瑞继保SVC主要性能及技术优势 重点应用 SVC工程应用实例及补偿效果 SVC的型号和主要参数
概述
电网存在的问题
部分输电网可能过载而另一部分却未被充分利用； 最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高； 长距离电力传输过程中的过电压应该被有效抑制; 可能出现的次同步振荡（SSR）必须快速阻尼。 来自一些大功率负荷的谐波电流，应该滤除； 某些弱系统，需要大量动态无功来维持其电压稳定； HVDC换流站，为保证可靠稳定工作，也需要补偿一定的无功。
南瑞继保
中国电科院
鞍山荣信
西电科技
阀组触发系 统 散热器
冷却水管 支路水管 水管接头焊 接 触发单元
SVC发展现状
国内主要SVC制造公司的产品性能比较
厂家 主要指标
触发光缆 晶闸管元件 更换 阀组冷却系 统 阀组结构 全部单进单出 更换方便，单 人可完成 水冷或水风冷 却 立式阀，占地 小 观察维护方便 开环抑制闪变 和闭环提高功 率因数双调节 器 专业控制保护 制造厂家，利 用了高压直流 输电控制保护 平台，可靠性 高。占地更小， 操作通信非常 方便。 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 加权合并的单 调节器 无 至少要两人完 成更换 热管风冷却， 须外配大功率 空调 卧式阀 占地 面积更大 约2 倍水冷阀面积 有两进八出等 至少要两人完 成更换 水水或水风冷 却 卧式阀 占地面 积大 功能单一的单 调节器
热备用和冗 余
可以另外加
无
科技成果——静止型动态无功补偿(SVC)技术
科技成果——静止型动态无功补偿（SVC）技术所属行业制造业技术开发单位荣信电力电子股份有限公司适用范围该产品广泛用于黑色冶金中的电冶炼、轧制；有色冶金的电冶炼、轧制、电解、电镀；发电产业的电厂、风电厂；电力系统；港口、电气化铁道等交通领域，用以消除无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网，实现节能、消除电网“污染”，提高电能质量。
成果简介SVC主要由全数字控制系统、高压晶闸管变流装置、补偿电抗器、高次谐波滤波装置组成。
高次谐波滤波装置由电抗器、电力电容器、电阻器组成。
通过SVC的补偿电抗器给系统补偿无功，能抑制电网电压波动、闪变、畸变，减少三相不平衡，滤除谐波干扰，改善电能质量，保障电网安全。
应用SVC后，可使功率因数从0.7提高到0.95以上，节能35%以上，节能效果显著。
电容器提供固定的容性无功QC，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出感性无功QTCR的大小，感性无功和容性无功相抵消，只要能做到系统无功QN=QV（系统所需）-QC+QTCR=常数（或0），则能实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过补偿电抗器的电流，晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能，采集母线的无功电流值和电压值，合成无功值，和所设定的恒无功值（可能是0）进行比较，计算得触发角大小，通过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需电流。
关键技术（1）高压大功率晶闸管变流技术；（2）全数字控制技术；（3）热管自冷散热技术、水冷技术；（4）高压全载检测试验技术；（5）远程数据监控技术。
主要技术指标1、应用于6kV，10kV，27.5kV，35kV，66kV系统；2、直挂于6kV、10kV、27.5kV、35kV、66kV母线；3、TCR额定功率：≤300Mvar；4、晶闸管型式：电触发晶闸管（ETT）或光控晶闸管（LTT）；5、触发方式：光电触发或光触发；6、控制系统：DSP全数字控制系统；7、控制方式：无功功率或电压；8、无功调节范围：-100%到100%；9、调节方式：分相调节；10、调节系统响应时间：<10ms；11、噪音水平：自冷无噪声；12、辅助电网供电电压：380V+15%等。
静止无功补偿器((TCR+FC)SVC)
SVC-技术参数
项目 电网电压（kV） TCR 额定功率（Mvar） 晶闸管阀组结构 晶闸管冷却方式
晶闸管型式
触发方式 控制系统 控制方式 无功调节范围 调节方式 调节系统响应时间 噪声水平 辅助电网供电电压 使用期限
规格
6
10 27.5
35 66
6-300
组架开放式
热管自冷、水冷却
电触发晶闸管（ETT）或 光控晶闸管（LTT）
--------------------------------------------------------------------------◆ 轧机
轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响： ■引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率 ■使功率因数降低 ■负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网 电压产生严重畸变
◆ 先进的全数字控制系统
系统响应时间小于 10 ms 分相调节 自诊断 远程监控 ---------------------------------------------------------------------------
◆ 国内唯一的高压全载检测试验成套技术
72 小时高压全载动态连续运行成套试验检测技术 SCR 阀组成套试验技术 满足 IEC61954 要求
◆ 高可靠的 SVC 可控硅阀技术
直挂于 6 KV，10KV，35KV 系统 标准组架式结构 SCR 合理冗余设计 高效热管冷却和全密闭纯水冷却 光电触发和光触发 ---------------------------------------------------------------------------
SVC静止无功补偿原理解析(二)
SVC 静止无功补偿原理解析（二）一、静止无功补偿简述静止无功补偿器（SVC ）于20 世纪70 年代兴起，现在已经发展成为很成熟的FACTS 装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（电压和无功补偿），在大功率电网中，SVC 被用于电压控制或用于获得其它效益，如提高系统的阻尼和稳定性等；这类装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR ）和晶闸管投切电容器（TSC ）。
静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。
它不再采用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电力系统中的动态无功补偿静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。
它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并联使用。
电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的）。
通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。
二、SVC的组成部分1.固定电容器和固定电抗器组成的一个无功补偿加滤波支路，该部分适当选择电抗器和电容器容量，可滤除电网谐波，并补偿容性无功，将电网补偿到容性状态。
2•固定电抗器3.可控硅电子开关可控硅用来调节电抗器导通角，改变感性无功输出来抵补偿滤波支路容性无功，并保持在感性较高功率因数。
三、（SVC）静止无功补偿装置的用途静止无功补偿器（SVC）是一种由电容器和各种类型的电抗器组成的无功补偿装置，用电子开关来实现无功功率的快速平滑控制。
SVC的应用可以分为2个方面：系统补偿和负荷补偿。
当作为系统补偿时，他的作用主要有：维持输电线路上节点的电压，减小线路上因为功率流动变化造成的电压波动，并提高输电线路有功功率的传输容量和电网的静态稳定性；在网络故障情况下，快速稳定电压，维持线路输电能力，提高电网的暂态稳定性；增加系统的阻尼，抑制电网的功率振荡；在输电线路末端进行无功功率补偿和电压支持，提高电压稳定性等等。
静止型动态无功补偿装置(SVC)
静止型动态无功补偿装置(SVC)作者：姜峰来源：《科技创新导报》2011年第20期摘要:精练炉在冶炼过程中会产生剧烈而频繁的冲击无功功率,引起母线电压波动和闪变,同时还会产生大量的谐波电流注入电力系统,引起电压畸变,并对其它负荷产生不利影响,为了解决上述问题,需在母线上安装静态型动态无功补偿装置(SVC)。
关键词:SVC装置通用硬件组成工作原理作用中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0124-011 引言在电力系统中,供电的质量指标,电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。
快速合理地调节电网无功功率,对交流电网的稳压和系统电压的调节,合理分配潮流及限制电网过电压有着十分重要的意义。
近年来,随着冶金行业、电气化铁道等的飞速发展,具有冲击特性的负荷诸如电弧炼钢炉,轧钢机等不断投入电网,导致电网功率因数下降,波形畸变,电压波动,产生谐波干扰。
为了确保电力系统的安全、稳定运行,可装备静止型无功功率补偿装置(SVC)。
目前,在电力系统中,SVC主要用于稳定电网电压,通常是按三相对称方式工作。
而工业用户中,SVC主要用于缓冲冲击性负荷及恢复电力网络有功平衡和无功补偿。
2 系统组成SVC装置主要由两个部分组成:TCR部分和FC部分。
1)TCR部分主要有TCR阀组、水冷却系统、相电抗器。
TCR阀组由并联晶闸管多个串联组成,其过电压保护采用先进的BOD器件,它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路,使晶闸管免受过电压冲击而损坏。
光电转换,自动完成各高电位电子单元循检,高压光缆传递信号。
密封循环水冷却系统提供高纯水作为TCR阀的冷却介质(水一水型)。
相控电抗器是空心、干式、铝线环氧固化户外型电抗器,线性度高,噪音小,动热稳定性好,损耗小,绝缘强度高,散热好。
相当于一个可控的感性负载,通过电子调节器和反并联连接的可控硅阀的相位控制,改变补偿电抗器的电流大小,从而达到动态无功补偿的目的。
静止无功补偿器
静止无功补偿器
静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC）是一
种电力系统中用来补偿无功功率的装置。
它通过改变电流
的相位和大小来调整电力系统中的无功功率，以维持系统
的电压稳定。
静止无功补偿器主要由功率电子器件（比如可控硅和可控
开关等）、电力电容器以及控制系统组成。
当系统的无功
功率不平衡或者电压波动时，静止无功补偿器能够通过控
制电容器的电压和电流来实现电力系统的无功功率的调节。
静止无功补偿器在电力系统中的应用可以提高电力系统的
稳定性和可靠性，并且可以减少系统的无功损耗和电压波动。
它可以用于电力变电站、输电线路、大型工业用电系
统等场合。
静止无功补偿器是电力系统中的重要设备，它可以有效地改善电力系统的无功功率问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。
静止无功功率补偿器
(a) TCR
(b) TSC
②晶闸管投切电容器（Thyristor Switched Capacitor, TSC），分相调 节、直接补偿、装置本身不产生谐波， 损耗小。在运行时，根据所需补偿电 流的大小，决定投入电容的组数。由 于电容是分组投切的，所以会在电网 中产生冲击电流。为了实现无功电流 尽可能的平滑调节，一是增加电容的 组数，组数越多，级差就越小，但这 又会增加运行成本；二是把握电容器 的投切时间，最佳投切时间是晶闸管 两端电压为零时，一般TSC都是采取过 零投切。
1.静止无功补偿器的简介 2.静止无功补偿器的结构 3.静止无功补偿器的基本应用
目 5.结语 录
4.静止无功补偿器的发展
静止无功补偿器简介
• 静止无功补偿器(Static Var Compensator)，是将电容器（及电抗器 支路）与输电线路并接，通常接于开关站或变电所母线，通过晶闸管 控制的无功功率动态补偿，调节母线电压和线路无功功率在所需水平 上，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。 • 静止同步无功补偿器是目前技术最为先进的无功补偿装置。它不再采 用大容量的电容器，电感器来产生所需无功功率，而是通过电力电子 器件的高频开关实现对无功补偿技术质的飞跃，特别适用于中高压电 力系统中的动态无功补偿。
④晶闸管控制高阻抗变压器 （Thyristor Controlled Transformer, TCT），优点与TCR 差不多，但高阻抗变压器制造复 杂，谐波分量也略大一些，由于 有油，要求一级防火，只宜于布 置在一层平面或户外，容量在 30MVar以上时价格较贵，而不能 得到广泛采用。
《静止无功补偿器》课件
目录 CONTENTS
• 引言 • 静止无功补偿器的基本原理 • 静止无功补偿器的应用 • 静止无功补偿器的技术发展 • 静止无功补偿器的实际案例分析
01
引言
介绍静止无功补偿器的概念
静止无功补偿器（SVC）：是一种用 于动态无功补偿的电力电子装置，通 过控制电力电子开关的通断，实现对 无功功率的快速补偿。
技术发展面临的挑战和解决方案
技术发展面临的挑战主要包括设备容量和电压等级的提高、损耗和散热问题以及设备可靠性的提高等 。
为了解决这些挑战，需要加强基础研究和技术创新，提高设备的核心性能和可靠性。同时，还需要加 强产学研合作和技术交流，推动静止无功补偿器的产业化和市场化进程。此外，制定相关标准和规范 也是推动技术发展的重要保障。
主要由电容器、电抗器和晶闸管控制 电抗器等元件组成，通过调节晶闸管 的触发角，可以改变电抗器的感性无 功功率，从而实现无功补偿。
静止无功补偿器的重要性
提高电网的稳定性
通过快速响应无功功率的变化， 静止无功补偿器能够有效地抑制 电压波动和闪变，提高电网的稳 定性。
改善电能质量
通过补偿负荷的无功需求，静止 无功补偿器可以降低线路损耗， 改善电压分布，提高电能质量。
提高输电效率
在长距离输电线路中，静止无功 补偿器可以控制线路的充电电容 ，减少线路损耗，提高输电效率 。
课程目标和内容概述
掌握静止无功补偿器的原 理和结构
了解静止无功补偿器的应 用场景和优势
学习静止无功补偿器的控 制策略和算法
掌握静止无功补偿器的安 装、调试和维护方法
02
静止无功补偿器的基本原理
在工业领域的应用
01
电动机的无功补偿
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主要性能及特点
友好的人机界面
运行人员监视控制主回路界面
主要性能及特点
友好的人机界面
TCR回路监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
控制方式选择及参数设置界面
主要性能及特点
友好的人机界面
水冷系统监监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
手动触发录波及主机监控界面
主要性能及特点
友好的人机界面
工程应用之一
安装SVC稳定供电电压的好处
提高系统的静稳定、动稳定和暂态稳定储备 过低的电压通常是重负荷或供电容量短缺造成的，低电压供电会使 负荷运行性能变坏，对于感应电机负荷，这种情况尤其明显。 过高的供电电压可能导致变压器激磁饱和，增加损耗。同时，对设 备绝缘也极为不利。 对于雷击等异常原因引起的暂态过电压，SVC具有瞬时吸收无功、抑 制该类暂态过电压的功能。 经系统仿真验证,在该站10kV I母上安装17Mvar的SVC。
不同触发角度下的TCR电流波形
工作原理
TCR 关断
TCR 开通 TCR 阀组电压以及电流随触发角变化的波形
主要构成
主要构成
降压变压器(根据需要) 开关柜 线性（空心）电抗器 电容器组/滤波器组
主要构成
晶闸管阀组 纯水冷却系统
晶闸管阀组 水风冷却系统
水水冷却系统
纯水冷却系统
目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式。
概述
应用领域
电网
输电系统 配电网 风力发电
工业用户
冶金：电弧炉、精炼炉 钢铁：轧钢机 电气化铁路：牵引站 化工：工业研磨机、电解电源 采矿：矿石提升机械 港口：海港起重机 重型加工业：大型木材加工机械、大型焊接机械
大负荷中心动态无功支持不足，电网电压稳定 问题严重； 电网损耗较大，电网总体效率和效益有待于进 一步提高； 供电系统所提供的常规电能已经不能满足敏感 性负荷的特殊要求（电压波动、闪变）。
概述
电网存在的问题
部分输电网可能过载而另一部分却未被充分利用； 最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高； 需要增强电压控制能力和加大动态无功储备； 长距离电力传输过程中的过电压应该被有效抑制; 可能出现的次同步振荡（SSR）必须快速阻尼。 来自一些大功率负荷的谐波电流，应该滤除； 某些弱系统，需要大量动态无功来维持其电压稳定； HVDC换流站，为保证可靠稳定工作，也需要补偿一定 的无功。
工作原理
空心电抗器的电流 是由一个可控硅阀组来 控制的。借助于对可控 硅触发相角的调整，就 可以改变流过空心电抗 器的电流（基波有效 值），从而保证SVC在 电网接入点的无功量正 好能将该点电压稳定在 规定范围内（电网补 偿）。或者，使该点的 总无功量等于零（对负 荷补偿来说），相当于 功率因数等于1。
母线电压（kV）
工程应用之一
SVC安装投入 后的效果
工程应用之一
象山站SVC实物图（一）--控制保护系统
工程应用之一
象山站SVC实物图（二）--10KV阀组
工程应用之一
象山站SVC实物图（三）--主电抗器和滤波器
工程应用之二
工业应用 浙江某钢厂（电弧炉应用）工程概况:在SVC系统投入前 ，该钢厂25吨电弧炉生产线在运行过程中，无功功率波动范 围非常大（0-14M）, 35KV母线电压闪变严重,功率因数偏低 ,谐波电流偏大,造成电能质量严重下降,影响到周围的用电 设备和用户。随着我公司15Mvar的SVC系统的成功投运，电 能质量得到了非常令人满意的治理效果：
主要性能及特点
专利技术的冷却系统
南瑞继保的SVC阀组冷却系统，采用了自带去离子功能的工 业级密闭式纯水冷却方式。这种冷却方式由于其高可靠性和高冷 却效率，广泛用于机车、航空航天、百万千瓦发电机组、高压、 特高压直流输电换流阀等领域。 并联水路设计 水道直冷均压电阻 专利技术散热器 高可靠性水管和接头
主要性能及特点
高性能控制保护系统
南瑞继保的SVC控制 保护系统采用了公司统一 的UAPC平台，该平台也用 于公司的特高压、高压直 流输电的控制保护系统、 交流输电控制保护系统、 数字化变电站控制保护系 统等。 该平台是高性能的分 散、分布式系统，拥有友 好的人机环境，且方便进 行功能扩展。
LAN - IEC61850
静止型动态无功补偿系统-SVC
南京南瑞继保电气有限公司
主要内容
概述 工作原理 主要构成 主要性能及特点 工程应用
概述
电网存在的问题 随着我国电网的快速发展，全国联网 的格局已初步形成。但是电网结构依旧比 较薄弱，输配电整体技术水平与世界先进 国家仍然有不小差距，其中表现在：
工作原理
SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电 网的需求，它可以向电网提供无功（容性），也可以 吸收电网多余的无功（感性）。 把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可 以向电网提供无功。当电网并不需要太多的无功时， 这些多余的容性无功，就由一个并联的空心电抗器来 吸收。
工作原理
公共连接点PCC
主要性能及特点
控制保护系统特点
快速的系统响应时间，中断时间25us，实测开环响应时间小于7ms 控制角精度高（0.01°），控制范围大（102°-165°） 全面的控制方式，实现所需控制目标，满足不同行业需要 控制保护系统所有环节可采用冗余设计 设备信息集成，接入用户监控系统灵活方便，信息丰富 内置的完善故障录波功能， IEEE标准的COMTRADE格式 集成设计的谐波监视系统 系统设计模块化，系统升级向后兼容，备品备件有长久保证 保护配置灵活可靠
工程应用之一
SVC投入前象山站I母电压波动
工程应用之一
SVC投入前象山站I母电压日波动曲线
7月1日象山站I母电压变化曲线 10.7 10.6
供电电压(kV)
10.5 10.4 10.3 10.2 10.1 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 时间(小时)
主要性能及特点
紧凑型高可靠阀组
南瑞继保的阀体采用立式悬浮硅堆结构，这种简洁开放的硅堆布 局，是电力电子领域压装硅堆的领先技术。 采用立式压装技术的阀体体积（单相，长×宽×高）： 10kV：尺寸：750×750×1500cm，重量：200 kg 35kV：尺寸：850×850×2600 cm，重量：380kg 节省占地，布置方便，较少基建费用，体积小，重量轻，整体运 输、安装快捷，结构简单，可靠性高，维护方便。
概述
SVC（Static Var Compensator：静止动态无功补偿器）
晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Controled Reactor） 晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor） 晶闸管投切电抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor） 开关投切电容器/滤波器（FC：Fixed Compensator，BSC： Breaker Switched Capacitor/ Filter） 以上各项组合
概述
电网存在的问题
热轧机无功功率变化情况示意图
概述
常用的无功调节措施
调节发电机励磁 装设同步调相机 调节有载调压变压器的分接头 在线路上采用串联补偿电容器 投切固定容量的并联电抗器或电容器组 装设饱和电抗器（SR） 装设磁控电抗器（MCR）
缺点：响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便 、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整 个电网的技术效益和经济效益都偏低等等。
晶闸管阀组运行工况监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
事件列表界面
主要性能及特点
友好的人机界面
谐波在线监视界面
主要性能及特点
友好的人机界面
实时历史曲线界面
工程应用之一
电网应用 深圳象山变电站SVC工程概况:
深圳象山变电站，位于深圳市西北的宝安区，属公明站管辖。 220kV象山站的1号变压器低压侧有一段10KV I母，向周边的一些大 型企业供电。该段母线上有6组补偿电容器组，这些电容器组的投切 靠调度运行人员根据该母线电压的波动情况进行手动投切。 由于负载变化范围大，每日电容器组投切次数较多。频繁投切对电 容器运行非常不利，经常造成电容器损坏；并且母线电压波动范围 大，从10.0-10.7 KV范围内波动，大大超过国标GB12326-2000的要 求。 过去曾经考虑装设VQC来解决问题，但是，因技术的局限性，结果不 尽人意。
无SVC时： Qload = Qs 有SVC时： Qload = Qsvc 其中： Qsvc = Qtcr-Qfc 而此时： Qs = 0 或cos(phi)=1 即系统功率因数 为1了。
系统提供的无功Qs 负荷无功Qload
供电主变
SVC提供的无功Qsvc 可调感性无功Qtcr 容性无功Qfc
SVC的工作原理图
主要性能及特点
TCU与TE板的比较
传统的晶闸管过压保护方 法，是采用BOD（Break Over Diode）元件来完成 的。随着晶闸管电压水平 提高，所需要的BOD元件 自身尺寸越来越大。另外 ，其动作电压的偏差也随 着BOD元件串联数量的增 加而加大。 TCU采用特殊功能电子电 路，实现了晶闸管过电压 保护。且体积小，定值稳 定，转折电压值偏差小。 TCU屏蔽盒的尺寸为140毫 米长X 70毫米宽 X 26毫 米高，只有TE板的1/3。