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1、 SVC设备设备 静止型动态无功补偿装置 SVC(Static Var Compensator) 工作原理 概述概述 SVC是一种可以控制的无功功率补偿装置。通 常由并联电容器组（滤波器）和一个可调节电 感量的电感元件组成。 SVC与一般并联电容器补偿装置的区别是能够 跟踪电网或负荷的波动无功，进行随机性造时 补偿，从而维持电压稳定。 概述概述 SVC功能（安装于负荷端） 提高功率因数 抑制电压波动和闪变 消除无功冲击 补偿三相不平衡 滤除高次谐波 概述概述 功率因数低的不良影响 因为大量的电力负荷是感性负荷，所以企业的自然功 率因数都比较低，功率因数低有以下不良影响： 降低了发电机的输出功率
2、。 降低了变电、输电设施的供电能力。 使网络电力损耗增加（网络中的电能损失与功率因 数值的平方成反比）。 使线路的电压降增大。功率因数愈低，线路的电压 降愈大，使得用电设备运行条件恶化。 概述概述 SVC功能（安装于系统侧） 提高稳态输送容量、 预防电压不稳定、 提高暂态稳定性、 增强系统阻尼、 缓解次同步振荡 改善直流输电系统的性能； SVC工作原理工作原理 SVC补偿方式 恒无功补偿方式 斯坦麦兹理论补偿方式 恒压补偿方式 SVC工作原理工作原理 SVC设备系统主接线图 负 荷 滤波器FC 35kV 控制 系统 TCR 220kV PT CT SVC工作原理工作原理 恒无功补偿 进线无功Q
3、S = QTCR+ QFC + QLOAD QLOAD为负荷的感性无功 QFC为滤波器的容性无功 QTCR为TCR的感性无功 SVC工作原理工作原理 斯坦麦兹理论补偿方式 补偿负荷的无功 ab bc Blca bc Gl Gl （a）不平衡三相负荷 Bl a Gl Bl cb ca ab Glac bc Gl ac Bl Blbc ab Bl Glab ac Br Brbc ab （b）各相功率因数校正电纳的连接 Br acb SVC工作原理工作原理 斯坦曼兹理论 补偿负荷有功的不平衡 ab c b IB Gl a ICIA （a）平衡前功率因数为1的正序单相负荷 ab Gl Gl ab ab
4、 bca IB j 3 IC 3 Gl IA -j （b) 单相功率因数为1的负荷的正序平衡 SVC工作原理工作原理 斯坦麦兹理论TCR电纳补偿表达式 上式中的电流为综合负载电流 ( )( )( ) 2 ( )( )( ) 2 ( )( )( ) 2 11 () 3 3 11 () 3 3 11 () 3 3 ab rbca lcab labc l T bc rabc lcab lbca l T ca rabc lbca lcab l T Bvivividt TV Bvivividt TV Bvivividt TV SVC工作原理工作原理 综合负载电流 综合负载电流即包括滤波器FC在内的所有负
5、荷的电流， 但不包括TCR电流。 综合负载电流母线进线电流TCR电流 斯坦麦兹理论推导的前提是三相电压平衡对称。 SVC工作原理工作原理 TCR电纳值与触发角的关系 22sin2aa Br wL i u 波形图 u 接线图 L Th2Th1 i t SVC工作原理工作原理 恒电压补偿 调节器 线性化 环节 触发和TCR 主回路 电网 Uref + - U U ( )() ( )( ( )(1)( ) ( )(1)( ) 22sin(2 ) ref pi E nUU Br nKE nE nKE n Br nBr nBr n Br wL SVC工作原理工作原理 结论 斯坦麦兹理论补偿的结果是进线电
6、流三相平称对称， 此种补偿方式适用于不平衡负荷，例如电弧炉。 恒无功补偿的目标是功率因数趋近，不能补偿三 相的不平衡，此种补偿方式适用于轧机类平衡负荷。 恒压补偿的目标是电压恒定，也不能补偿三相电流 的不平衡，适用于电力系统。 SVC工作原理工作原理 研究方向 小短路容量系统的电压闪变治理 U/U =Q/S 恒压控制与恒无功控制的协调工作 电气化铁路三相不平衡的治理 电力系统无功补偿的控制策略 SVC抑制次同步振荡的实践探索 SVC运行方式运行方式 单母线运行 双线线运行 两套SVC并列运行 风电运行方式 电气化铁路运行方式 SVC运行方式运行方式 单母线 负 荷 滤波器FC 35kV 控制
7、系统 TCR 220kV PT CT SVC运行方式运行方式 双母线 负 荷 滤波器FC 35kV 控制 系统 TCR 220kV PT CT CT 35kV 滤波器FC 荷 负 SVC运行方式运行方式 两套SVC并列运行 负 荷 滤波器FC 35kV 控制 系统 TCR 220kV PT CTCT PT TCR 35kV 滤波器FC 荷 负 系统 控制 SVC运行方式运行方式 风电系统SVC 负 荷 滤波器FC 35kV 控制 系统 TCR 220kV/110kV PT2 CT PT1 SVC运行方式运行方式 电气化铁路SVC 滤波器FC 车 机 系统 控制 C 机 车 滤波器FC 35kV
8、 A段 控制 系统 TCR 220kV/110kV PT1 CT PT2 TCR 27.5kV B段 SVC运行方式运行方式 电气化铁路A、B两段共用一套SVC 机 车 滤波器FC 35kV A段 控制 系统 TCR 220kV/110kV PT1 CT 27.5kV B段 滤波器FC 车 机 C PT2 SVC系统的组成系统的组成 控制系统 阀组 补偿电抗器 滤波器 SVC系统组成系统组成 控制系统分类 单片机系统（2002年2005年） 11DSP系统（2005年至今） 2008型控制系统 电铁并柜系统（2006年至今） 电铁并柜带转接柜系统：专门用于阀组与控制系统 距离在50m至90m的
9、电铁现场（2007至今） SIMADYN D控制系统：TDC前身，应用于武钢重轨 TDC控制系统：应用西门子控制器（2007至今） SVC系统组成系统组成 控制框图 CT1 PT2 CT2 远方信号 阀组 27 控 制 柜 回馈脉冲光纤 触发脉冲光纤 击穿检测光纤 触发电缆 脉 冲 柜 控制信号 SVC系统组成系统组成 11DSP系统，冶金通用(2005年至今) SVC系统组成系统组成 11DSP控制柜 数显表单元 监控微机单元 开关面板 主控单元 采样单元 键盘鼠标托盘 输入/输出单元 SVC系统组成系统组成 11DSP脉冲柜 触发脉冲波型 尖峰电流2-2.5A 尖峰电流持续时间10微秒 平
10、台电流0.6-1A 平台宽度500微秒 指示单元 晶闸管 监测单元 脉冲形成单元 光电转换单元 供电单元 SVC系统组成系统组成 单片机系统，冶金与电铁通用（2002年-2005年） SVC系统组成系统组成 单片机控制系统的特点 模拟与数字的完美结合，使控制系统结构简捷，运 行稳定。 上位机不参与控制，系统运行不依赖于工控机的运 行状况。 击穿检测完全由硬件完成，运行可靠。 SVC系统组成系统组成 2008型控制系统 DSP板卡减少到4块，系统得到简化，运行更加稳定。 上位机增加故障录波功能，为系统运行和故障分析 提供了依据，使调试工作更加便捷。 控制系统通讯环路优化，由原来的串联链路改为以
11、上位机为中心的辐射型，提高了通讯的稳定性。 32路模拟量输入和16入、16出的I/O口配置，增加 了系统的可扩展性和功能配置的灵活性。 用于显示与控制的数据采集分离，减轻了DSP板卡 的工作量，提高了系统的稳定性。 SVC系统组成系统组成 电铁并柜控制系统 将传统的控制柜和脉冲柜合二为一，结构更加紧凑。 控制板卡减少至两块，使系统运行更加稳定。 控制与显示的信号采集分离。 工控机及仪表供电降至24V，统一了器件型号。 依据电铁电源波动范围大的情况，选用了宽范围输 入的开关电源供电，提高了系统的运行稳定性。 SVC系统组成系统组成 阀组 按晶闸管类型分为 电磁触发晶闸管 光控晶闸管阀组 按冷却方式分 热管自冷 水冷 强制风冷 阀组（热管散热）阀组（热管散热） 上钢五厂上钢五厂SVC 江阴兴澄江阴兴澄SVC 山东石横山东石横SVC 济南石横
