PISVG generátor statickej jalovej energie nízkeho napätia

S rozvojom a neustálym zdokonaľovaním technológie výkonových polovodičov, vysokovýkonových vypínacích prvkov IGBT a technológie číslicového spracovania signálov DSP, sa Statický kompenzátor jalového výkonu (SVG, skratka, známa aj ako STATCOM), ako zástupca najnovších technológií v oblasti kvality elektrickej energie, stáva dôležitou súčasťou technológie Flexibilných systémov prenosu striedavého prúdu (FACTS) a technológie vlastnej elektriny (CP), čím predstavuje smerovanie vývoja moderných zariadení na kompenzáciu jalového výkonu.

Séria PISVG generátorov statickej jalovej energie nízkeho napätia využíva technológiu pružného striedavého prenosu energie (FACTS), ktorá predstavuje technológiu na riadenie striedavého prenosu energie vzniknutú integráciou výkonovej elektroniky, mikroprocesorovej a mikroelektronickej technológie a komunikačnej techniky. Hlavný význam tejto technológie spočíva v použití spoľahlivých a rýchlych výkonových elektronických prvkov (tyristory, IGBT tranzistory, atď.) na náhradu mechanických spínačov používaných v súčasných tradičných zariadeniach v striedavom systéme, čím sa dosahuje pružné a rýchle riadenie striedavého prenosového systému, a tým sa zvyšuje spoľahlivosť, riaditeľnosť, prevádzkové vlastnosti a kvalita elektrickej energie v prenosových a distribučných systémoch. Táto technológia predstavuje nový typ komplexnej techniky.

Výrobok využíva technológiu výkonových elektronických spínačov, čo zabezpečuje bez mechanického opotrebenia, krátky dynamický čas odozvy (v mikrosekundovom rozsahu) a rýchle riadenie. Môže efektívne zlepšiť prechodnú stabilitu siete, potlačiť kolísanie napätia na zbernici, kompenzovať nesymetrické zaťaženia, potlačiť prúdové harmonické zložky v sieti a účinne zabrániť rezonancii systému. Nakoniec dosahuje účiník PF0,99 a ideálnu kvalitu elektrickej energie pri trojfázovej symetrii.

Tento výrobok spĺňa normu DL/T 1216-2019 „Technická špecifikácia pre zariadenia na generovanie statického jalového výkonu pri nízkom napätí“ a získal typovú skúšobnú správu od nezávislého subjektu.

Nominálny kompenzačný výkon jedného modulu: 30kVar / 50kVar / 75kVar / 100kVar / 150kVar
Maximálny kompenzačný výkon jednej skrine: 500kVar

◆ Rýchly: Dynamické rebríčkovanie a kompenzácia v reálnom čase, rýchla odozva, okamžitý čas odozvy ≤ 1 ms, celý čas odozvy ≤ 10 ms

◆ Hladký: Môže nepretržite upravovať jalový výkon, hladko výstupný jalový prúd a dynamicky sledovať účiník, aby udržiaval hodnotu 0,99

◆ Obojsmerný: Fázu výstupného prúdu je možné upraviť od -90 do 90 stupňov, jalový výkon indukčného aj kapacitného typu je možné kompenzovať obojsmerne. Je veľmi vhodný pre diaľkové prenosové linky so slabou záťažou

◆ Vysoká účinnosť: Kompenzačná kapacita je inštalačnou kapacitou. Pri rovnakom kompenzačnom účinku môže byť kapacita PISVG o 20 % až 40 % menšia než kapacita kondenzátora

◆ Stabilita: Dokonalý výstupný obvod LCR a softvérový tlmiaci algoritmus automaticky potláčajú preťaženie, bez rizika rezonancie. Viacnásobné ochranné funkcie zabezpečujú bezpečný a spoľahlivý prevádzku systému

◆ Integrácia: Môže kompenzovať jalový výkon a harmonické prúdy nižšie ako 25. rád, čím je možné vyhovieť požiadavkám väčšiny odberateľských miest na filtrovanie, s viacerými funkciami v jednom zariadení

◆ Inteligencia: Samodiagnostika porúch, záznam historických udalostí, rozhranie RS485 + štandardný komunikačný protokol MODBUS, diaľkové monitorovanie

Zloženie komponentov

◆ Vysokofrekvenčný IGBT výkonový elektronický spínač

◆ Systém na ukladanie energie s podporou kvalitného prúdu

◆ Výstupný modul LCR

◆ DSP-A komponenty pre spracovanie údajov a komunikáciu

◆ DSP-B komponent pre algoritmus filtra a kompenzácie

◆ Súčiastky pre spracovanie impulzov a logiky ochrany FPGA

◆ Dotyková LCD obrazovka, efektívne UI rozhranie

•Návrh a výber

Zásada návrhu:

Generátor statického výkonu PISVG monitoruje aktuálnu záťaž prostredníctvom vonkajšieho prúdového transformátora (CT), analyzuje reaktívnu zložku prúdu záťaže prostredníctvom interného výpočtu DSP a potom ovláda generátor PWM signálu, ktorý pošle ovládacie signály do vnútorného IGBT podľa nastavenej hodnoty, aby menič vygeneroval požadovaný kompenzačný reaktívny prúd a nakoniec dosiahol účel dynamickej reaktívnej kompenzácie.

Použiteľné pracovné podmienky a príležitosti:

PISVG má účinník na úrovni 0,99 a funkciu kompenzácie jalovej energie, ktorá môže kompenzovať kapacitné a indukčné záťaže a aj trojfázové nesúmerné záťaže. Účinok jalovej kompenzácie je stabilný a rýchly, s dynamickou odozvou <50 μs. Je vhodný pre miesta, kde sa jalový výkon často mení. Kompenzačná kapacita sa rovná inštalovanej kapacite, nie je ovplyvnená poklesmi napätia v sieti, nezosilňuje harmonické siete, nevytvára rezonanciu a môže sa použiť v miestach s nadmernými harmonickými.

Oblasť použitia:

Výpočet kapacity kompenzácie PISVG: Celková kapacita kompenzácie sa zvyčajne určuje podľa výkonu transformátora, empirická kompenzácia predstavuje 20 % až 30 % výkonu transformátora.

1. Vyššie uvedená rýchla konfigurácia predstavuje bežný inžiniersky odhadový údaj. V skutočnom použití sa však niektorí používatelia môžu stretnúť s výrazne vyššou potrebou jalovej energie, ako je odhadovaná hodnota. Neskôr je možné podľa skutočnej potreby jalovej energie zvýšiť kompenzačnú kapacitu.

2. Vyššie uvedená rýchla konfigurácia predstavuje odporúčanú kapacitu potrebnú v prípade, že sa použije výhradne PISVG. Pre väčšinu projektov užívateľov je možné použiť v kombinácii moduly kompenzácie jalovej energie s kapacitou SVG 50-100 kvar a potlačením harmoník. Tieto moduly spolu vytvoria hybridné kompenzačné zariadenie. Účinok ostáva rovnaký, ak sa záťaž príliš nezmení, čo umožňuje znížiť kapacitu SVG a ušetriť náklady.

3. Ak je potrebné filtrovanie, v inžinierskych scenároch, kde je najviac 15 nízkofrekvenčných harmonických prúdov a harmonický obsah napätia je nižší ako 5 %, mala by sa príslušná kompenzačná kapacita zvýšiť podľa hodnoty harmonického prúdu a mala by sa aktivovať funkcia aktívneho filtrovania výkonu, aby sa dosiahlo dvojité vylepšenie harmonického filtrovania a kompenzácie jalového výkonu.

4. Ak je potrebné filtrovanie, v inžinierskych situáciách, kde je viac ako 15 vysokofrekvenčných harmonických prúdov a harmonický obsah napätia je vyšší ako 5 %, mali by sa tiež nakonfigurovať profesionálne zariadenia PIAPF série pre aktívne filtrovanie výkonu na kontrolu harmoník.