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1 SVG 高压大功率静止无功发生器 STATIC VAR GENERATOR 荣信电力电子股份有限公司荣信股份

2 SVG 高压大功率静止无功发生器 01 国内最大的 66kV/10000kVA 高压大功率 SVG 试验电源中心 02 先进的全自动 SMT 生产线 03 国内最完备的各类 SVG 试验系统 04 国内唯一的高压 SVG 全载试验中心

3 05 国内首台大功率牵引变流站用静止无功发生器 (27.5kV/5MVA) 06 大功率变流器热管散热技术的缔造者 07 多项专利拥有者 08 中国唯一通过 ISO9001 专业认证的 SVG 荣信电力电子股份有限公司 ( 简称 : 荣信股份, 代码 :002123) 是国家发改委支持与扶植的民族企业, 主要从事高压大功率电力电子设备的研发 设计和制造业务, 是世界最大的 SVC 制造商, 中国电力电子行业的领导者 荣信股份下设无功补偿 (SVC 及 SVG) 高压变频(HVC) 高压软起(VFS) 煤矿安全(MABZ) 高效热管 电抗器等事业部, 拥有信力筑正新能源技术有限公司 株洲电力整流设备厂等下属控股企业 SVG 作为无功补偿的另一重要分支, 在影响速度 稳定电网电压 降低系统损耗 增加传输能力 提高瞬变电压极限 降低谐波和减少占地面积等多方面具有更加优越的性能 2008 年来, 荣信股份开始制造目前世界容量最大 SVG, 容量达 200Mvar. 荣信股份系列产品广泛服务于冶金 电力 煤炭 有色金属 电气化铁路 风力发电 军工 船舶等领域, 为提升电能质量 优化控制与节能降耗提供完整的解决方案 用户遍及中国国内, 出口至德国 意大利等欧洲国家, 印度 土耳其 越南 泰国 缅甸等亚洲国家, 尼日利亚 苏丹等非洲国家以及巴西等南美洲国家 荣信股份拥有国内最强的研发技术团队和世界领先的电力电子实验基地, 拥有国内最大的 66kV/100001kVA 高压变电站 SVG 专用高压全载实验中心及国内唯一的高压变频专用全载实验中心等设施, 能够满足从系统仿真 (RTDS) 到全载试验的全过程检验检测需要 荣信股份是国内率先通过 ISO9001 ISO14001 和 OHSAS18001 体系认证的高科技企业, 具备强大原始自主创新能力 荣信股份着眼于推动世界科技进步和全球科学用能, 立足于促进我国电能应用和环境改善, 为建设可持续发展社会 开创美好未来而不断创新 积极贡献 董事总裁 :

4 当前电网所面临的威胁 电网电压质量通常用稳定性 对称性及正弦性等指标衡量, 随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入电网, 使电网供电质量受到严重影响, 其中各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源, 导致了一系列不良影响 输电系统缺乏及时的无功调节, 系统振荡容易扩大, 降低输电系统的稳定性 负荷中心缺乏快速的无功支撑, 容易造成电压偏低甚至电压崩溃 功率因数低, 增加电网损耗, 加大生产成本, 降低生产率 产生的无功冲击引起电网电压降低 电压波动及闪变, 严重时导致传动装置及保护装置无法正常工作甚至停产 产生大量谐波电流, 导致电网电压畸变, 是电网的 隐性杀手, 能导致 : 保护及安全自动装置误动作 电容器组谐波及谐波电流放大, 使电容器过负荷或过电压, 甚至烧毁 增加变电器损耗, 引起变压器发热 导致电力设备发热, 电机力矩不稳甚至损坏 加速电力设备绝缘老化, 易击穿 降低电弧炉生产效率, 增加损耗 干扰通讯信号 导致电网三相不平衡, 产生负序电流使电机转子发生振动 投入 SVG 后电网电压恢复过程 SVG 输出无功功率

5 最佳解决方案 SVG 目前最理想的方案就是采用 SVG, 用以提高电网稳定性, 增加输电能力, 消除无功冲击, 滤除谐波, 平衡三相电网 SVG 工作原理 SVG 是当今无功补偿领域最新技术的代表 SVG 并联于电网中, 相当于一个可变的无功电流源, 其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化, 自动补偿系统所需无功功率 由于 SVG 的响应速度极快, 所以又称为静止同步补偿器 (Static Synchronous Compensator, 简称 STATCOM) SVG 的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件 ( 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, 就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流, 实现动态无功补偿的目的 运行模式波形说明 空 载 U I U S U S 如果 UI=US, SVG 不起任何补偿作用 U I (a) U I = U S 感 性 U S U I I L (b) U I < U S I L U I U S U L 如果 UI<US, SVG 输出的无功电流滞后电网电压,SVG 发出感性无功, 且其无功可连续调节 容 性 U I U S I L I L U I U S U L 如果 UI>US, SVG 输出的无功电流超前电网电压,SVG 发出容性无功, 且其无功可连续调节 (c) U I > U S

6 荣信 SVG 三电平变压器并联多重化方案 荣信 SVG 综合了 ABB 和 Mitsubishi 的优点, 功率单元采用二极管嵌位的三电平变流器, 然后通过升压变压器并联于电网上 35kV(27.5kV,10kV,6kV) 2.8kV 2.8kV 2.8kV 2.8kV 功率单元... 功率单元 功率单元... 功率单元 功率单元... 功率单元 功率单元... 功率单元 三电平变压器并联多重化 SVG 系统单线图 荣信 SVG 特点 模块化以 35kV/200MVA 的 SVG 为例, 系统由 4 套完全一样的 50MVA 的 SVG 组成 冗余化以 35kV/200MVA 的 SVG 为例, 每套 50MVA 的 SVG 及其功率单元可同时运行, 也可单独运行, 相互独立 高可靠性荣信 SVG 方案是目前世界上可靠性最高的方案, 模块间互为备份 维护方便 SVG 单元可以互换, 模块化的 SVG 可单独检修, 相互间无影响

7 三电平 PWM 功率单元 三电平 PWM 功率单元特点 输出电压谐波含量低 开关频率低 连接电抗器阻抗和体积更小 功率密度高 A B C A B C 两电平 PWM 变流器结构 三电平 PWM 变流器结构

8 荣信 SVG 功率单元串联链式多重化方案 荣信 SVG 的另一种方案是功率单元串联链式多重化的结构, 该方案省去了变压器, 具有结构紧凑 体积小等优点 功率单元串联链式多重化 SVG 系统结构图

9 功率单元 PWM 功率单元特点 IGBT 并联实现大功率 具有旁路保护功能 连接电抗器阻抗和体积更小 功率密度高 链式多重化 SVG 功率单元结构图 功率单元调制方式及输出波形 链式多重化 SVG 输出电压波形

10 荣信 SVG 的应用领域 城市二级变电站 (66/110kv) 在区域电网中, 一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功, 改善功率因数, 这种方式只能向系统提供容性无功, 并且不能随负载的变化而实现快速精确调节, 在保证母线功率因数的同时, 容易造成向系统倒送无功, 抬高母线电压, 危害用电设备及系统稳定性 荣信 SVG 系统可以快速精确地进行容性及感性无功补偿, 使 SVG 在稳定母线电压, 提高功率因数的同时, 彻底 方便地解决了无功倒送问题 并且, 安装新的 SVG 系统时, 可以充分利用原有的固定电容器组和晶闸管相控电抗器 (TCR) 部分, 用最少的投资取得最佳的效果, 成为改善区域电网供电质量的最有效的方法 远距离电力传输全球电力目前正在趋向大于功率电网, 长距离输电, 高能量消耗, 同时也迫使输配电系统不得不更加有效,SVG 可以明显提高电力系统输配电性能, 这已在世界范围内得到了广泛的证明, 即当在不同的电网条件下, 为保持一个平衡的电压时, 可以电网的一处或多处适合的位置上安装 SVG, 以达到如下目的 : 稳定弱系统电压 减少传输损耗 增加传输能力, 使现有电网发挥最大效率 提高瞬变稳态极限 Rong xin 增加小干扰下的阻尼 增强电压控制及稳定性 缓冲功率振荡安装 SVG 系统也成为我国目前正在进行的并网运行提供了坚实的技术保障 Power Electronic Co.,Ltd. 电弧炉电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网, 将会对电网产生一系列不良影响, 其中主要是 : 导致电网严重三相不平衡, 产生负序电流 产生高次谐波, 其中普遍存在如 2 4 次偶次谐波与 次等奇次谐波共存的状况, 使电压畸变更趋复杂化 存在严重能够的电压闪变 功率因数低彻底解决上述问题的唯一方法是用户必须安装具有快速响应速度的动态无功补偿器 (SVG) 荣信 SVC 系统响应小于 5ms, 完全可以满足严格的技术要求, 向电弧炉快速提供无功电流并且稳定母线电网电压, 增加冶金有功功率的输出, 提高生产效率, 并且最大限度地降低闪变的影响 SVG 具有的分相补偿功能可以消除电弧炉造成的三相不平衡, 滤波装置可以消除有害的高次谐波并通过向系统提供容性无功来提高功率因数

11 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 次为代表的奇次谐波及旁频, 会使电网电压产生严重畸变 安装荣信 SVG 系统可以完美地解决上述问题, 保持母线电压平 Rong xin Power Electronic 稳, 无谐波干扰, 功率因数接近 1 Co.,Ltd. 电力机车供电 电力机车运输方式在保护环境的同时也对电网造成了严重 污染, 因 电力机车为单相供电, 这种单相负荷就造成了供电网的严重三相不平衡及较低的功率因数, 并产生负序电流 目前世界各国解决这一问题的唯一途径就是在铁路沿线适当位置安装 SVG 系统, 通过 SVG 的分相快速补偿功能来平衡三相电网, 并提高功率因数 荣信 SVG 以其优异的性能价格比不仅从技术上而且从经济上 完美地解决了这一问题 提升机等其他重工业负载 提升机等其他重工业负载在工作中会对电网产生如下影响 ; 引起电网电压降及电压波动 功率因数低 传动装置会产生有害高次谐波安装荣信 SVG 可以完美地解决上述问题

12 SVG 的主要功能 提高线路输电稳定性 在长距离输电线路上安装 SVG 装置, 不但可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗, 抬高线路电压, 提高有效输电容量, 而且可以在系统故障情况下提供及时的无功调节, 阻尼系统振荡, 提高输电系统稳定性 维持受电端电压, 加强系统电压稳定性 对于负荷中心而言, 由于负载容量大, 又没有大型的无功电源支撑, 因此容易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的稳定事故 而 SVG 具有快速的无功功率调节能力, 可以维持负荷侧电压, 提高负荷侧供电系统的电压稳定性 补偿系统无功功率, 提高功率因数, 降低线损, 节能降耗 电力系统中的大量负荷, 如异步电动机 电弧炉 轧机以及大容量的整流设备等, 在运行中需要大量的无功 ; 同时, 输配电网络中的变压器 线路阻抗等也会产生一定的无功, 导致系统功率因数降低 对电力系统而言, 负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗和电压降落, 降低了电压质量 同时, 无功也会导致发电 输电 供电设备的利用率降低 ; 对于电力用户而言, 低功率因数会增加电费支出, 加大生产成本 抑制电压波动和闪变 电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的 负荷的急剧变化会导致负荷电流产生对应的剧烈波动, 剧烈波动的电流使系统电压损耗快速变化, 从而引起受电端电网电压闪变 引起电压闪变的典型负荷有电弧炉 轧钢机 电力机车等 SVG 能够快速地提供变化的无功电流, 以补偿负荷变化引起的电压波动和闪变现象 目前, 抑制电压波动和闪变的最佳方案是采用 SVG 抑制三相不平衡 配电网中存在着大量的三相不平衡负载, 典型的如电力机车牵引负荷和交流电弧炉等 同时, 线路 变压器等输配电设备三相阻抗的不平衡也会导致电压不平衡问题的产生 SVG 能够快速地补偿由于负载不平衡所产生的负序电流, 始终保证流入电网的三相电流平衡, 大大提高供用电的电能质量

13 SVG 的技术优势 SVG 是目前最为先进的无功补偿技术, 基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃 它不再采用大容量的电容 电感器件, 而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换 从技术上讲,SVG 较传统的无功补偿装置有如下优势 : 响应速度更快 SVG 响应时间 : 5ms 传统静补装置响应时间 : 10ms SVG 可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换, 这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿 电压闪变抑制能力更强 SVC 对电压闪变的抑制最大可达 2:1,SVG 对电压闪变的抑制可以达到 5:1, 甚至更高 SVC 受到响应速度的限制, 其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加 而 SVG 由于响应速度极快, 增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力 运行范围更宽 SVG 能够在额定感性到额定容性的范围内工作, 所以比 SVC 的运行范围宽很多 更重要的是, 在系统电压变低时,SVG 还能够输出与额定工况相近的无功电流 补偿功能多样化 荣信 SVG 不仅具有快速补偿系统无功功率的目的, 还能够根据用户实际需要, 对负荷谐波电流 负序电流等电能质量问题进行综合补偿 谐波含量极低 荣信 SVG 采用了 PWM 技术 三电平技术和多重化技术, 不仅自身产生的谐波含量极低, 还能够对负载的谐波和无功进行补偿, 实现有源滤波的功能, 真正做到多功能化 占地面积小 由于无需高压大容量的电容器和电抗器做储能元件,SVG 的占地面积通常只有相同容量 SVC 的 50%

14 系统组成 油浸变压器 整机 干式变压器 功率单元柜 控制柜 高可靠的电源柜

15 荣信 SVG 的组成 A 变压器 将电网电压变为适合功率单元工作的电压 Rong xin 实现高压与低压的电气隔离, 增加系统可靠性 Power Electronic Co.,Ltd. B 功率单元 SVG 的核心主电路, 用以实现功率变换 模块化设计, 功率单元的结构和电气性能完全一致, 可以互换 采用荣信专利 先进高效的热管散热技术, 大大提高了 IGBT 的可靠性 Rong xin Power C 连接电抗器 Electronic 用于连接 SVG 与电网, 实现能量的缓冲 减少 SVG 输出电流中的开关纹波, 降低共模干扰 Co.,Ltd.

16 Rong xin D Power 控制柜 柜式结构, 用于对 SVG 及其辅助设备的实时控 制 Electronic Co.,Ltd. 实现 SVG 与上位机及控制中心的通讯 E 全数字控制系统 采用美国 TI 公司的 TMS320F2812 型 DSP 实时计算电网所需的无功功率, 实现动态跟踪与补偿 控制系统采用模块化设计 DSP 控制板互为冗余备份 F NMI 一体化工作站 提供友好的全中文 WINDOWS 监控和操作界面 实现远程监控和网络化控制 内置 PLC, 可以和用户现场灵活接口, 满足用户特殊需求

17 面向电网的应用 抑制系统振荡, 提高电网稳定性, 为电网安全保驾护航 故障时无 SVG 的电压曲线 故障时有 SVG 的电压曲线 U (p.u.) U (p.u.) t (s) t (s) 由于区域电网的容量越来越大, 这就要求补偿装置的容量也相应增大 在几百 MVA 级的 无功补偿系统中, 常用的方案是将 SVG 与 SVC 相结合, 充分发挥 SVG 的快速特性和 SVC 的稳 态性能, 使系统在补偿特性 造价 可靠性等方面达到最优 35kV(27.5kV,10kV) TCR FC SVG

18 面向轧机 电弧炉 电气化铁路等领域的多种补偿功能 补偿负载无功功率 功率因数可达 0.98 以上, 是最有效的闪变抑制装置 补偿负载无功和谐波 即可以补偿无功, 又可同时补偿谐波

19 面向轧机 电弧炉 电气化铁路等领域的多种补偿功能 补偿负载三相不平衡 最有效的负序电流抑制装置 补偿负载无功 谐波和三相不平衡 即可以补偿无功, 又可同时补偿谐波和三相不平 衡, 是负载电能质量问题的完美解决方案 无 SVG 时的电网电压 电流波形 有 SVG 时的电网电压 电流波形

20 计算机仿真中心 计算机仿真中心荣信公司具有完善的计算机仿真中心 该中心可以对系统主电路和控制电路进行原理性的仿真, 模拟 SVG 的动态和稳态性能, 为系统的前期设计提供理论指导 这一优势在 SVG 的前期设计 调试及维护等多方面都发挥了举足轻重的作用 ISO9001 GB IEEE IEC 负荷流程分析 系统计划 确定安装位置 系统容量 背景谐波测试 系统设计 SVG 配置 谐波抑制 设备容量 损耗及成本评估

21 品质保证 A 牵引级 IGBT 模块 采用国际顶级优质开关器件 德国 EUPEC 公司的牵引级 IGBT 模块 Rong xin 超强的抗电流 电压尖峰能力 较大的模块裕量设计, 提高设备可靠性和安全性 Power Electronic Co.,Ltd. B 低感电力电容 额定电压高, 电流大, 无需串并联 长寿命, 免维护 高频杂散电感低, 降低 IGBT 关断损坏风险 高温条件下的电容特性优良 Rong xin Power C 独特的散热设计 Electronic Co.,Ltd. 先进的超导热管散热技术 彻底消除大功率 IGBT 模块的热岛效应

22 SVG 低压试验平台 380V 控制与监测系统 控制与监测系统 SVG SVC 低压 SVG 试验平台采用美国 TI 公司的 TMS320F2812 型 DSP 为核心控制器的 SVG 试验平台, 可以实现如下的功能性试验 : 手动发出大小可调的容性或感性无功 自动补偿系统无功 稳定电网电压 补偿负载谐波 补偿负载不平衡 同时补偿无功 谐波和负载不平衡

23 具有国际水平的元器件检测中心 先进的元器件检测中心虽然荣信公司所采购的元器件均来自 ABB TI EUPEC TOSHIBA MITSUBISHI 或国内军品, 但仍需要通过元器件检测中心的检测, 且从电阻 电容到晶闸管和 IGBT, 实现了 100% 全检

24 SVC 和 SVG 专用电子电路板生产线 SMT 自动贴片生产线及双波峰焊生产线荣信公司建有 SMT 自动贴片生产线 和 全自动的无铅双波峰焊生产线, 极大地提高了电路板焊装的工艺和质量 SVG 技术含量高, 它融合了电力 电子 控制三大电气工程技术, 而控制是核心 作为产品核心的控制系统的焊装质量很关键, 荣信 SVG 控制系统的贴片化设计使产品具有优良的抗干扰能力, 确保产品长期可靠运行

25 齐全的负载类型 种类齐全的负载利用荣信公司的 SVC FC 高压异步电机和高压同步电机, 能够非常方便地模拟负载的无功 谐波及短时冲击电流, 能够在厂内就对 SVG 的补偿特性进行全方位测试

26 老化试验 高低温老化试验锻造产品运用的高可靠性 高低温老化系统 荣信 SVG 产品的关键部件必须经过严格的高低温老化考核, 并逐件进行, 在 ISO9001 质量 体系的监控下通过对产品进行高低温的筛选, 奠定产品质量优良的基础

27 功率单元高温老化试验 功率单元老化系统荣信 SVG 产品能量变换的关键部分是功率单元, 功率单元的可靠性直接决定 SVG 系统的可靠性 所以每个功率单元在出厂前均需要进行 24 小时高温带载老化试验, 以保证产品的无故障高可靠稳定运行

28 专业高压全载试验检测中心 SVG 品质保证的基石 66kV PT1 2800V PT2 T 35kV 35kV(27.5kV,10kV,6kV,3kV) 公司现有滤波器 SVG 中心控制器上位机 国家高技术产业化示范工程 国内唯一的 SVG 专用高压全载试验检测中心 试验电压 6kV,10kV,27.5kV, 35kV,66kV 试验容量 10000KVA 72 小时连续全载动态模拟运行 ( 出厂试验 ) 极大地缩短了现场调试时间, 提高了设备可靠性

29 业界唯一的全球互联网远程监控系统 全球远程监控中心打造独一无二的服务品牌采用荣信开发的远程数据监控技术, 建立了业界唯一的远程监控支持系统 用户只需一条可上互联网的电话线或宽带网络, 即可将 SVG 的运行参数和运行状态, 传回荣信公司的全球远程监控中心, 得到荣信专职维护工程师的 24 小时监控与技术支持, 保证产品的无故障高可靠稳定运行

30 规格型号 RSVG S - 单相设备类型 T - 三相设备容量 - kva 03-3kV 06-6kV 电压等级 10-10kV kV 35-35kV 荣信高压静止无功发生器 RSVG 27.5 / 5000 S 单相设备 设备容量 5000kVA 电压等级 27.5kV 荣信高压静止无功发生器

31 Rongxin Power Electronic Co.,Ltd. Rongxin Power Electronic Co.,Ltd. 除高压大容量静止无功发生器 (SVG) 外, 荣信还可向用户提供 : 1. 高压电网动态无功补偿装置 (SVC) 2. 电力滤波装置 3.RHVC 系列四象限提升机高压变频调速装置 4. 通用型风机泵类专用高压变频调速装置 井下防爆变频器 井下防爆牵引型变频系列产品 7. 高压大功率电机软启动装置 (HVSS) 荣信电力电子股份有限公司地址 : 鞍山市高新区科技路 108 号邮编 : 电话 : 传真 : sales@rxpe.com 诚和伟业 ( 北京 ) 科技发展有限公司地址 : 北京市海淀区北二街 10 号泰鹏大厦 8 层邮编 : 电话 : 传真 : bjbranch@rxpe.com

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PowerPoint 演示文稿 SVC 高压电网动态无功补偿装置 STATIC VAR COMPENSATOR www.rxpe.com 荣信电力电子股份有限公司荣信股份 002123 01 SVC 自冷技术的缔造者 02 中国最大的 SVC 制造商 03 中国 SVC 设计及安装容量最多的基地 04 中国唯一的 SVC 专用高压全载试验检测中心 05 中国最多的 SVC 专利技术拥有者 06 中国唯一通过 ISO9001 专业认证的

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