35кВ Наружный статический генератор реактивной мощности (SVG)

Обзор продукта

Статический генератор реактивной мощности (SVG) на 35 кВ для наружного использования - это высокопроизводительное устройство динамической компенсации реактивной мощности, разработанное специально для высоковольтных распределительных сетей. Он фокусируется на требованиях сценариев высокого напряжения 35 кВ и использует оптимизированный дизайн для наружного применения (степень защиты IP44), чтобы адаптироваться к сложным и суровым условиям работы на открытом воздухе. Продукт использует многочиповый DSP+FPGA в качестве управляющего ядра, интегрируя технологии управления на основе мгновенной теории реактивной мощности, быстрого расчета гармоник FFT и технологии управления высокомощными IGBT. Он подключается непосредственно к сети 35 кВ через каскадные силовые модули, без необходимости дополнительных повышающих трансформаторов, и может быстро и непрерывно предоставлять емкостную или индуктивную реактивную мощность, одновременно обеспечивая динамическую компенсацию гармоник. Объединяя ключевые преимущества совершенного мастерства, долговечности и надежности, а также "комбинированной динамической и статической" компенсации, он может эффективно увеличивать пропускную способность высоковольтных распределительных сетей, снижать потери электроэнергии и стабилизировать напряжение в сети. Это основное решение для компенсации в высоковольтных наружных энергетических системах, крупных промышленных проектах и интеграции возобновляемых источников энергии в сеть.

Структура системы и принцип работы

Основная структура

• Каскадный силовой модуль: используется каскадный дизайн, интегрирующий несколько наборов высокопроизводительных IGBT-модулей, которые совместно выдерживают высокое напряжение 35 кВ, обеспечивая стабильную работу оборудования при высоких напряжениях; некоторые модели поддерживают понижение напряжения до 35 кВ (тип 35T), что позволяет адаптироваться к различным требованиям подключения к сети.

• Управляющее ядро: оснащено многочиповой высокопроизводительной системой управления DSP+FPGA, обеспечивающей быстрые вычисления и высокую точность управления, через интерфейсы Ethernet, RS485, CAN, оптоволоконные интерфейсы осуществляется реальное время обмена данными с различными силовыми модулями для мониторинга состояния, выдачи команд и точного управления.

• Вспомогательная структура: оснащена трансформатором со стороны сети, который выполняет функции фильтрации, ограничения тока и подавления скорости изменения тока; специальный наружный шкаф соответствует стандарту защиты IP44 и может выдерживать высокие и низкие температуры, высокую влажность, землетрясения и загрязнение IV класса, адаптируясь к сложным климатическим и ландшафтным условиям на открытом воздухе.

Принцип работы

• Контроллер в реальном времени мониторит состояние тока и напряжения нагрузки в сети 35 кВ, и на основе мгновенной теории реактивной мощности и быстрого расчета гармоник FFT мгновенно анализирует необходимые составляющие реактивного тока и гармонические помехи. Используя технологию широтно-импульсной модуляции PWM для точного управления временем переключения IGBT-модулей, генерируется компенсирующий ток реактивной мощности, синхронизированный с напряжением сети и сдвинутый на 90 градусов, чтобы точно компенсировать реактивную мощность, генерируемую нагрузкой, при этом динамически подавляются гармонические искажения (THDi<3%). Конечная цель - передача только активной мощности на стороне сети, достижение нескольких целей, таких как оптимизация коэффициента мощности (обычно требуется ≤ 0.95 за рубежом), стабилизация напряжения и контроль гармоник, обеспечение эффективной, безопасной и стабильной работы высоковольтных распределительных сетей.

Методы охлаждения

• Воздушное охлаждение 

• Водяное охлаждение

Режимы рассеивания тепла

Основные характеристики

• Адаптация к высокому напряжению, большая компенсирующая мощность: номинальное напряжение 35 кВ ± 10%, выходная мощность от ±0.1 Мвар до ±200 Мвар, поддерживает сверхбольшую регулировку реактивной мощности (максимум 84 Мвар для воздушного охлаждения, максимум 100 Мвар для водяного охлаждения), идеально подходит для компенсационных потребностей высоковольтных распределительных сетей и больших нагрузок.

• Динамическая и статическая комбинация, точная компенсация: время отклика <5 мс, разрешение компенсирующего тока 0.5 А, поддерживает автоматическое плавное переключение между емкостной и индуктивной компенсацией. Метод "динамической и статической" компенсации не только удовлетворяет базовым требованиям компенсации стационарных нагрузок, но и быстро реагирует на мерцание напряжения, вызванное импульсными нагрузками (например, большими электродуговыми печами и колебаниями ветровых ферм), с точностью компенсации, ведущей в отрасли.

• Стабильность и надежность, долговечность на открытом воздухе: используется двухканальный источник питания, поддерживающий бесшовное резервное переключение; избыточный дизайн соответствует требованиям эксплуатации N-2, оснащен множеством защитных функций, таких как перенапряжение/недонапряжение, перегрузка по току, перегрев и отказ драйвера, всесторонне предотвращает операционные риски; степень защиты IP44 для наружного применения, способен выдерживать рабочие температуры от -35 ℃ до +40 ℃, влажность ≤90%, сейсмическую интенсивность VIII степени и уровень загрязнения IV. Технология зрелая и долговечная, подходит для сложных условий работы на открытом воздухе.

• Эффективность и экологичность, крайне низкое энергопотребление: потери системы <0.8%, отсутствие дополнительных потерь трансформатора, значительный эффект энергосбережения; коэффициент искажений THDi менее 3%, что минимизирует загрязнение сети и соответствует стандартам экологически чистой эксплуатации высоковольтных сетей.

• Гибкость расширения, высокая адаптивность: поддерживает различные режимы работы, такие как постоянная реактивная мощность, постоянный коэффициент мощности, постоянное напряжение, компенсация нагрузки и т.д.; совместим с различными протоколами связи, такими как Modbus RTU, Profibus, IEC61850-103/104 и т.д.; может реализовать параллельное объединение нескольких устройств, комплексную компенсацию нескольких шин, модульный дизайн для легкого расширения в будущем, и адаптацию к различным архитектурам высоковольтных сетей.

Технические характеристики

Технические характеристики и размеры наружных изделий 35 кВ
 Воздушное охлаждение

Водяное охлаждение

Примечание:
1. Мощность (Мвар) относится к номинальной регулируемой мощности в динамическом диапазоне от индуктивной реактивной мощности до емкостной реактивной мощности.
2. Для оборудования используется воздушный реактор, и нет шкафа, поэтому пространство для размещения необходимо планировать отдельно.
3. Вышеприведенные размеры приведены только для справки. Компания оставляет за собой право на улучшение и модернизацию продуктов. Размеры продукта могут изменяться без предварительного уведомления.

Сценарии применения

• Высоковольтные системы электроснабжения: 35-киловольтная распределительная сеть, линии дальнего передачи, стабилизация напряжения в сети, балансировка трехфазной системы, снижение потерь в линиях, повышение пропускной способности и надежности подачи электроэнергии.

• Крупные электростанции возобновляемых источников энергии: крупные ветропарки и солнечные электростанции, снижающие колебания мощности и напряжения, вызванные интермитентным производством электроэнергии, соответствующие стандартам подключения к сети, и повышающие способность к потреблению возобновляемой энергии.

• Высоковольтные сценарии тяжелой промышленности: металлургия (крупные дуговые печи, индукционные печи), нефтепереработка (крупные компрессоры, насосное оборудование), горнодобывающая промышленность (высоковольтные подъемные механизмы), порты (высоковольтные краны) и т.д., компенсация реактивной мощности и гармоник высоковольтных ударных нагрузок, подавление мерцания напряжения, обеспечение стабильной работы производственного оборудования.

• Электрифицированные железные дороги и городское строительство: система питания тяги электрифицированных железных дорог (решение проблем отрицательной последовательности и реактивной мощности), модернизация городских высоковольтных распределительных сетей, системы высоковольтного питания крупных зданий, улучшение качества и стабильности подачи электроэнергии.

• Другие сценарии высоковольтных нагрузок: компенсация реактивной мощности и контроль гармоник для высоковольтных асинхронных двигателей, трансформаторов, тиристорных преобразователей, кварцевых плавильных печей и другого оборудования, подходящее для различных условий работы на открытом воздухе при высоком напряжении.