靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)的工作原理及應(yīng)用

靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)又稱為高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)生裝置或靜止同步補(bǔ)償器，是指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。

一、SVG的工作原理

1、SVG采用可關(guān)斷電力電子器件(如IGBT)組成自換相橋式電路，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流。迅速吸收或者發(fā)出所需的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功的目的。作為有源形補(bǔ)償裝置，不僅可以跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且可以對(duì)諧波電流進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。

2、電壓源型逆變器包含直流電容和逆變橋兩個(gè)部分，其中逆變橋由可關(guān)斷的半導(dǎo)體器件IGBT組成。工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋中IGBT器件的開(kāi)關(guān)，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，因此，整個(gè)裝置相當(dāng)于一個(gè)調(diào)相電源。通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中所需的無(wú)功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，保持系統(tǒng)高功率因數(shù)運(yùn)行。

二、SVG的應(yīng)用

1、應(yīng)用目的

在電力系統(tǒng)中，為減少配電網(wǎng)向負(fù)荷提供大量無(wú)功電流而造成功率損耗，在各受電點(diǎn)均需配置相應(yīng)電壓等級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償裝置，以提高電網(wǎng)輸電能力，節(jié)約能源。

1）減少線路損耗。

2）提高功率因數(shù)。

3）提高設(shè)備利用率。

4）改善電能質(zhì)量。

2、相對(duì)優(yōu)勢(shì)

1）傳統(tǒng)電容補(bǔ)償裝置配置比較低，投切補(bǔ)償裝置運(yùn)行穩(wěn)定性差。

（1）低壓固定電容器組補(bǔ)償容量不可調(diào)。投切電容器組為分級(jí)投切，經(jīng)常發(fā)生投則過(guò)補(bǔ)，不投則欠補(bǔ)的問(wèn)題，使變壓器不能在最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行，并使上端電源側(cè)線損增加，經(jīng)濟(jì)效益下降。

（2）不能連續(xù)頻繁投切電容，因?yàn)殡娙菪枰烹姇r(shí)間。

（3）投切電容相應(yīng)速度慢，不能補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無(wú)功，即快速的負(fù)載無(wú)法補(bǔ)償。采用交流接觸器投切電容，相應(yīng)速度慢而且會(huì)產(chǎn)生浪涌沖擊、操作過(guò)電壓、電弧等現(xiàn)象，開(kāi)關(guān)及電容損壞嚴(yán)重。

（4）每組電容有級(jí)差，不能連續(xù)補(bǔ)償，功率因數(shù)不會(huì)補(bǔ)償很高。

（5）有諧波的場(chǎng)合不能使用，會(huì)擊穿電容，會(huì)造成諧振，引起電容爆炸，應(yīng)選有源濾波器（APF）或電抗器。

2）SVG相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)相機(jī)、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，SVG有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

（1）補(bǔ)償方式

采用電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是電源模塊進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)一般在0.98以上。

（2）補(bǔ)償時(shí)間

無(wú)功補(bǔ)償需要在瞬時(shí)完成，如果補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成該要無(wú)功的時(shí)候沒(méi)有，不該要無(wú)功的時(shí)候反而來(lái)了的不良狀況。傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置完成一次補(bǔ)償最快也要200ms的時(shí)間，SVG在5-20ms的時(shí)間就可以完成一次補(bǔ)償。

（3）有級(jí)無(wú)級(jí)

傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置基本上采用的是3-10級(jí)的有級(jí)補(bǔ)償，每增減一級(jí)就是幾十千乏，不能實(shí)現(xiàn)精確的補(bǔ)償。SVG可以從0.1千乏開(kāi)始進(jìn)行無(wú)級(jí)補(bǔ)償，完全實(shí)現(xiàn)了精確補(bǔ)償。

（4）諧波濾除

傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置因?yàn)椴捎玫氖请娙菔剑娙荼旧頃?huì)放大諧波，所以根本不能濾除諧波，SVG不產(chǎn)生諧波更不會(huì)放大諧波，并且可以濾除50%以上的諧波。

（5）使用壽命

傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置一般采用接觸器或可控硅控制，造成使用壽命較短，一般在三年左右，自身?yè)p耗大而且要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。SVG使用壽命在十年以上，自身?yè)p耗極小且基本上不要維護(hù)。

3、應(yīng)用場(chǎng)合

國(guó)家電力部門規(guī)定：凡是安裝有低壓變壓器及大型用電設(shè)備的地方都應(yīng)該配備無(wú)功補(bǔ)償裝置，特別是那些功率因數(shù)較低的工礦企業(yè)、居民區(qū)必須安裝。大型異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、電焊機(jī)、空壓機(jī)、大型交換機(jī)等尤其需要。居民區(qū)除白熾燈照明外，空調(diào)、冷凍機(jī)等也都是無(wú)功功率不可忽視的耗用對(duì)象。農(nóng)村用電狀況比較惡劣，多數(shù)地區(qū)供電不足，電壓波動(dòng)很大，功率因數(shù)尤其低，加裝補(bǔ)償設(shè)備是改善供電狀況、提高電能利用率的有效措施。