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TSVG低壓動(dòng)態(tài)濾波成套裝置

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  無功補(bǔ)償

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上海晨格電力設(shè)備廠

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

SVG介紹 1范圍 1）本技術(shù)規(guī)范適用于規(guī)定了低壓0.4kV靜止無功發(fā)生器的生產(chǎn)制造和供貨，它提出了該裝置本體及其附屬設(shè)備的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求

詳細(xì)介紹

SVG介紹

1 范圍

1）本技術(shù)規(guī)范適用于規(guī)定了低壓0.4kV靜止無功發(fā)生器的生產(chǎn)制造和供貨，它提出了該裝置本體及其附屬設(shè)備的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求。

2）本技術(shù)規(guī)范適用于工作頻率為50Hz、系統(tǒng)電壓等級(jí)為400V的靜止無功發(fā)生器SVG模塊。SVG靜止無功發(fā)生器要求采用新型電力電子器件德國(guó)英飛凌IGBT、FPGA芯片等技術(shù)，可動(dòng)態(tài)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率，既補(bǔ)償感性負(fù)荷，又補(bǔ)償容性負(fù)荷。SVG模塊補(bǔ)償無功功率剩余容量，可以用來補(bǔ)償諧波和三相不平衡電流。

2 規(guī)范引用標(biāo)準(zhǔn)：

設(shè)備的制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收除了滿足本技術(shù)規(guī)格書的要求外，還應(yīng)符合如下標(biāo)準(zhǔn)：

GB 191—2000	包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志
GB/T 2423.1—2001	電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)A:低溫試驗(yàn)方法
GB/T 2423.2—2001	電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)B:高溫試驗(yàn)方法
GB/T 2423.3—2001	電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)C:恒定濕熱試驗(yàn)方法
GB/T 6113—1995	無線電干擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備規(guī)范
GB/T 13729—2002	遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件
JB/T 6214—1992	儀器儀表可靠性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及測(cè)定試驗(yàn)（指數(shù)分布）導(dǎo)則
GB/T 12349—1990	工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測(cè)量方法
GB/T 4365—2003	電工術(shù)語電磁兼容
GB/T 4706.1—2005	家用和類似用途電器安全部分：通用要求
GB/T 17626.2—2006	電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.3—2006	電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.4—2006	電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.5—2006	電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.7—2006	電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、諧波間的測(cè)量和測(cè)量?jī)x器導(dǎo)則
GB/T14549—93	《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》
GB/T15543—1995	《電能質(zhì)量：三相電壓允許不平衡度》
GB/T15945—1995	《電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差》
GB/T12326—2000	《電能質(zhì)量：電壓波動(dòng)和閃變》
GB/T12325—2003	《電能質(zhì)量：供電電壓允許偏差》
GB/T18481—2001	《電能質(zhì)量：暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓》
GB/T15576—2008	《低壓成套無功功率補(bǔ)償裝置》
JB/T 11067-2011	《低壓有源電力濾波裝置》
DL/T1216-2013	《配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償裝置技術(shù)規(guī)范》
GB7625.1—1998	《低壓電氣電子產(chǎn)品發(fā)出的諧波電流限值》
GB 4208—2008	《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》

SVG無功補(bǔ)償裝置及其組成部件應(yīng)滿足上述國(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，若投標(biāo)方采用除上述之外的其它被承認(rèn)的相關(guān)國(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)明確提出并提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)印件，經(jīng)買方批準(zhǔn)后方可采用相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)按照版本要求執(zhí)行。

3 使用條件

參與投標(biāo)的SVG靜止無功發(fā)生器應(yīng)在下述條件下連續(xù)工作，滿足其所有性能指標(biāo)：

環(huán)境溫度: -10℃ ～ +45℃
相對(duì)濕度: 日平均值不大于95%，月平均值不大于90%，無凝露。
海拔高度：≤1000m
抗震等級(jí)：7級(jí)
空氣中無足以損壞絕緣和腐蝕金屬的氣體，無導(dǎo)電塵埃及易燃易爆的介質(zhì)存在。

4 技術(shù)參數(shù)及要求

4.1 電源要求

交流電壓：三相380V（-20%～+15%）；
頻率：50Hz±5Hz；

4.2 耐環(huán)境要求

IP防護(hù)等級(jí) IP20

防銹(防氧化)保護(hù)

裝置鐵質(zhì)外殼和暴露在外的鐵質(zhì)支架、零件應(yīng)采取防銹措施處理，避免氧化生銹，非鐵質(zhì)的金屬外殼也應(yīng)具有防氧化保護(hù)膜或進(jìn)行防氧化處理。

溫升要求

裝置在額定功率或額定負(fù)載電流下工作4h后溫升不得超過80K。

4.3 防護(hù)要求

允許溫度

在40℃環(huán)境溫度下，有源電力濾波器可用手接觸部分允許溫度應(yīng)是：

金屬部分，50℃；

非金屬部分，60℃。

可以用手接觸但不必緊握的部分，在同樣條件下允許的溫度應(yīng)為：

金屬部分，60℃；

非金屬部分，85℃。

電擊防護(hù)

在正常條件、誤動(dòng)作或偶發(fā)生故障的條件下，有源電力濾波器應(yīng)該設(shè)計(jì)成能防止交流、直流諧波和非正弦電流的串入，這些電流可能會(huì)影響漏電流裝置或其他設(shè)備的功能。

當(dāng)和電網(wǎng)相連接時(shí)，不用工具就能打開的部分被打開后，其中危險(xiǎn)帶電部分不應(yīng)該能觸及到。

在絕緣系統(tǒng)中用于監(jiān)視電路對(duì)地的絕緣情況的監(jiān)視裝置，應(yīng)該能在出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)斷開和電源的連接。

4.4 電磁兼容性要求

投標(biāo)方提供的SVG靜止無功發(fā)生器的電磁兼容相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目要求滿足DL/T1216-2013《配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償裝置技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于電磁兼容所規(guī)定的的要求。。

4.5 SVG主要參數(shù)要求

額定容量：單模塊100kvar；
額定電壓： 380V（-20%~+15%）；
供電系統(tǒng)頻率： 50Hz ±10%；
濾波范圍：額定容量的50%可以補(bǔ)償2~13次諧波；
運(yùn)行效率： ≥97％（額定容量運(yùn)行時(shí)）；
等效開關(guān)頻率： 80kHZ；
電流環(huán)截止頻率 4kHZ；
采樣/控制頻率 160kHZ；
響應(yīng)速度： ≤20ms ；
有功損耗：＜2.5%；
接線方式三相四線/三線；
接入電網(wǎng)方式；并聯(lián)接入電網(wǎng)；
控制方式：具有無功優(yōu)先、諧波優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、電壓

為目標(biāo)補(bǔ)償以及固定無功補(bǔ)償，5種模式。
限流能力：限流在99%裝置容量，不會(huì)發(fā)生裝置過載；
通信接口： RS485通訊接口，Modbus通訊協(xié)議；
噪聲水平：額定功率輸出時(shí)≤60dB（距設(shè)備1m處）；
IP等級(jí)： IP20；
制冷方式：強(qiáng)制風(fēng)冷；
模塊箱體尺寸： 680*530*200mm（寬*深*高）；
擴(kuò)容功能：模塊化設(shè)計(jì)，支持多機(jī)并聯(lián)擴(kuò)容。

5.1 SVG功能原理

用戶可以通過參數(shù)設(shè)置，使設(shè)備可以同時(shí)具備濾除諧波、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功、補(bǔ)償三相不平衡、補(bǔ)償電壓跌落等功能。

◆濾除諧波原理

SVG通過外部電流互感器實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)，通過內(nèi)部檢測(cè)電路分離出其中的諧波部分，通過IGBT功率變換器產(chǎn)生與系統(tǒng)中的諧波大小相等相位相反的補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。

SVG輸出補(bǔ)償電流根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確變化，因此不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)膯栴}。另外，SVG內(nèi)部有過載保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)的諧波量大于濾波器容量時(shí)，裝置可以自動(dòng)限制在99%額定容量輸出，不會(huì)發(fā)生過載。

◆補(bǔ)償無功原理

SVG根據(jù)系統(tǒng)的無功功率，通過IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?，補(bǔ)償目標(biāo)值可以通過操作面板設(shè)定，不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償，并且補(bǔ)償平滑，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)負(fù)載和電網(wǎng)的涌流沖擊。

◆補(bǔ)償三相不平衡原理

SVG根據(jù)系統(tǒng)電流，進(jìn)行dq坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，提取不平衡分量，三相發(fā)出與不平衡分量大小相等相位相反的電流，將不平衡部分補(bǔ)償?shù)搅悖湍軐⑷嗖黄胶怆娏餍Ｕ扇嗥胶怆娏鳌?/span>

如圖5-2所示，隔離開關(guān)合閘后，為防止上電時(shí)電網(wǎng)對(duì)直流母線電容器的瞬間沖擊，SVG首先通過軟起電阻對(duì)直流母線的電容器充電，這個(gè)過程會(huì)持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后，主接觸器閉合。直流電容作為儲(chǔ)能器件，通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。SVG通過外部CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)送至信號(hào)調(diào)理電路，然后再送至控制器。控制器將基波成分分離，提取出所有的諧波電流、無功電流、三相不平衡電流，將采集到的要補(bǔ)償?shù)碾娏鞒煞趾?/span>SVG已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值，作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路，觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，完成補(bǔ)償功能。

5.3 SVG的動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)特性

SVG特別值得一提的是其的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性。下圖顯示了SVG在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)的動(dòng)態(tài)特性與滿載時(shí)的穩(wěn)態(tài)特性。

6 功能指標(biāo)要求

SVG可動(dòng)態(tài)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率，既補(bǔ)償感性負(fù)荷，又補(bǔ)償容性負(fù)荷。無功容量保證連續(xù)調(diào)節(jié)與平滑輸出，克服了電容器分組分級(jí)投切的缺陷。
SVG模塊補(bǔ)償無功功率剩余容量，可以用來補(bǔ)償諧波和三相不平衡電流。SVG模塊額定容量的一半可以補(bǔ)償2～13次諧波，可根據(jù)需要設(shè)定需要13種濾波的諧波次段和濾除諧波的目標(biāo)值。
SVG靜止無功發(fā)生器要求采用進(jìn)口國(guó)際品牌德國(guó)威科第五代IGBT，能自動(dòng)根據(jù)負(fù)載的諧波電流調(diào)整輸出，動(dòng)態(tài)濾波。
SVG采用美國(guó)Xilinx級(jí)FPGA控制芯片，運(yùn)行速度快、可靠性高。
SVG靜止無功發(fā)生器要求具備完整的保護(hù)裝置，包括過壓、過流、過熱、短路等完備保護(hù)功能，同時(shí)具備系統(tǒng)自診斷功能。
SVG靜止無功發(fā)生器要求具有軟啟動(dòng)控制回路，避免啟動(dòng)瞬間過大的突入電流，限制該電流在額定范圍之間。
SVG靜止無功發(fā)生器要求當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載的諧波量大于設(shè)備補(bǔ)償能力時(shí)，設(shè)備可以根據(jù)本體容量輸出額定電流，繼續(xù)有效濾波，不發(fā)生超載。
SVG靜止無功發(fā)生器要求輸出濾波采用LCL結(jié)構(gòu)接入電網(wǎng)，自身的高頻載波不會(huì)回饋到電網(wǎng)，對(duì)配電系統(tǒng)中其他設(shè)備沒有干擾。
SVG靜止無功發(fā)生器要求模塊提供1路RS485通信接口，使用Modbus_RTU通信協(xié)議。以方便用戶將設(shè)備運(yùn)行狀況、測(cè)量數(shù)據(jù)和故障報(bào)警等信息接入到監(jiān)控系統(tǒng)，并免費(fèi)提供智能接口的相關(guān)技術(shù)通信協(xié)議。
SVG靜止無功發(fā)生器要求模塊自帶小尺寸觸摸屏，可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、參數(shù)產(chǎn)看、狀態(tài)查看、事件查看等操作。也可以外加7寸觸摸屏式人機(jī)界面，可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)查看、事件查看等操作，并能顯示運(yùn)行狀況、系統(tǒng)負(fù)載電壓電流功率等參數(shù)、裝置輸出電流、曲線圖、柱狀圖故障報(bào)警等電能質(zhì)量全界面信息。
SVG靜止無功發(fā)生器要求能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)直接并聯(lián)運(yùn)行的平滑擴(kuò)容。多臺(tái)擴(kuò)容時(shí)采用主從控制方式；多臺(tái)靜止無功發(fā)生器并聯(lián)時(shí)，所有靜止無功發(fā)生器應(yīng)能共用一套電流互感器。
SVG靜止無功發(fā)生器要求應(yīng)獨(dú)立于電網(wǎng)阻抗及系統(tǒng)阻抗之外，不受電網(wǎng)阻抗和系統(tǒng)阻抗變化的影響。
SVG靜止無功發(fā)生器要求具有5種模式可以自行進(jìn)行選擇：無功優(yōu)先、諧波優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、電壓為目標(biāo)、固定無功模式。可以根據(jù)需求任意選擇補(bǔ)償模式。
SVG靜止無功發(fā)生器要求在容量足夠的情況下，靜止無功發(fā)生器補(bǔ)償無功之后，剩余容量也可以補(bǔ)償諧波和三相不平衡。
SVG靜止無功發(fā)生器要求能有效的抑制系統(tǒng)的閃變。當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，濾波器應(yīng)自動(dòng)斷開。在系統(tǒng)恢復(fù)后，濾波器能自動(dòng)恢復(fù)。具備快速、的故障自檢功能，同時(shí)自動(dòng)采取相對(duì)應(yīng)的操作。
SVG靜止無功發(fā)生器要求具有過流限制功能，采用可靠的限流控制環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)中的無功或諧波電流大于低壓靜止無功發(fā)生器的治理能力時(shí)，裝置能在自己的額定容量范圍內(nèi)限度的對(duì)無功或諧波進(jìn)行補(bǔ)償，維持正常工作。
SVG靜止無功發(fā)生器要求采用強(qiáng)制風(fēng)冷設(shè)計(jì)，散熱風(fēng)扇選用品牌風(fēng)扇，確保能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定工作。

7核心技術(shù)要求

投標(biāo)SVG靜止無功發(fā)生器核心開關(guān)器件IGBT的要求：采用德國(guó)威科或者英飛凌的第五代IGBT，較第四代IGBT開關(guān)頻率更高、損耗更小，同時(shí)算法上采用的是并行運(yùn)算技術(shù)，多核CPU并行計(jì)算，所以能夠?qū)崿F(xiàn)在更短的時(shí)間內(nèi)完成控制算法。
投標(biāo)SVG靜止無功發(fā)生器控制芯片要求采用全FPGA芯片：采用美國(guó)Xilinx SPARTAN 芯片，FPGA為硬件邏輯門編程，溢出等軟件風(fēng)險(xiǎn)，死機(jī)，具有的可靠性。實(shí)現(xiàn)了多達(dá)36個(gè)DSP內(nèi)核并行運(yùn)算，等效運(yùn)算速度達(dá)到當(dāng)前串行運(yùn)算DSP主力芯片的14倍以上。
投標(biāo)SVG靜止無功發(fā)生器的等效開關(guān)頻率要求：可達(dá)80kHZ，4 kHz電流環(huán)帶寬的核心技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)速度以及更高的可靠性。對(duì)干擾的抑制速度達(dá)到同行業(yè)其他產(chǎn)品的4倍以上，并且保護(hù)會(huì)更及時(shí)，在極惡劣電壓失真度THDv下依然保持穩(wěn)定工作。

4）投標(biāo)SVG靜止無功發(fā)生器的功率損耗要求：小于2.5%，有功損耗越大，設(shè)備發(fā)熱就越嚴(yán)重，而電力電子設(shè)備，有50%的故障來自于內(nèi)部發(fā)熱導(dǎo)致電子件損壞，所以降低有功損耗非常重要。采用第五代IGBT達(dá)到降低開關(guān)損耗的作用。

5）投標(biāo)SVG靜止無功發(fā)生器要求極靜噪音：60dB，設(shè)備的噪音對(duì)于用戶體驗(yàn)而言至關(guān)重要，噪音主要來自兩個(gè)方面，一個(gè)是為了散熱，空氣從模塊內(nèi)流通所產(chǎn)生的聲音以及風(fēng)扇聲音，如果損耗低，發(fā)熱小，所以風(fēng)扇噪音才會(huì)小。第二來自于電抗器的噪音，IGBT高頻開關(guān)電流，使得電抗器出現(xiàn)噪音，開關(guān)頻率越高，電抗器噪音越低。因?yàn)殚_關(guān)頻率高，所以噪音可以小于60dB。