Генератор статичної реактивної потужності PISVG низької напруги

З розвитком та постійним удосконаленням технології силової електроніки, високочастотних напівпровідникових приладів IGBT та цифрової обробки сигналів DSP, Статичний компенсатор реактивної потужності (SVG, коротше, відомий також як STATCOM), як представник найсучасніших технологій у галузі якості електроенергії, є важливою складовою технології гнучких систем передачі змінного струму (FACTS) і технології спеціального електроживлення (CP), що відображає напрямок розвитку сучасних пристроїв компенсації реактивної потужності.

Серія PISVG низьковольтних статичних генераторів реактивної потужності використовує гнучку технологію передачі змінного струму (FACTS) — це технологія керування передачею змінного струму, створена шляхом інтеграції технології силової електроніки, мікропроцесорної та мікроелектронної технологій і технології зв’язку. Основна суть полягає у використанні надійних та швидкодіючих потужних силових електронних пристроїв (тиристорів, IGBT-транзисторів тощо) замість механічних вимикачів, що використовуються в традиційному обладнанні змінного струму, для досягнення гнучкого та швидкодіючого керування системою передачі змінного струму, тим самим підвищуючи надійність, керованість, експлуатаційні характеристики та якість електроенергії в системах передачі та розподілу електроенергії. Це новий тип комплексної технології.

Продукт використовує технологію електронних силових перемикачів, що забезпечує відсутність механічного зносу, короткий час динамічної відповіді (в мікросекундному діапазоні) та швидке керування. Це дозволяє ефективно підвищити перехідну стабільність напруги мережі, придушити мерехтіння напруги на шинах, компенсувати незбалансовані навантаження, зменшити струмові гармоніки в мережі та ефективно запобігти резонансу в системі. У результаті досягається коефіцієнта потужності PF0,99 та ідеальної якості електроживлення з трьохфазним балансом.

Цей продукт відповідає стандарту DL/Т 1216-2019 «Технічні вимоги до статичних пристроїв генерації реактивної потужності низької напруги» і має сертифікат випробувань третьої сторони.

Номінальна потужність компенсації для одного модуля: 30 кВар / 50 кВар / 75 кВар / 100 кВар / 150 кВар
Максимальна потужність компенсації для одного шафу: 500 кВар

◆ Швидкий: динамічне відстеження та компенсація в режимі реального часу, швидка швидкість реакції, час миттєвої реакції ≤ 1 мс, повний час реакції ≤ 10 мс

◆ Плавне: забезпечує безперервне регулювання реактивної потужності, плавне виведення реактивного струму та динамічне підтримання коефіцієнта потужності на рівні 0,99

◆ Двостороннє: фазу вихідного струму можна регулювати від -90 до 90 градусів, компенсація індуктивної та ємнісної реактивної потужності здійснюється в обох напрямках. Ідеально підходить для довгих ліній електропередачі з малим навантаженням

◆ Висока ефективність: потужність компенсації відповідає встановленій потужності. За однакового ефекту компенсації, потужність PISVG може бути на 20%-40% меншою порівняно з ємнісною потужністю

◆ Стабільність: Досконалий вихідний LCR-ланцюг і алгоритм програмного демпфування автоматично придушують перевантаження, відсутній ризик резонансу. Кілька функцій захисту забезпечують безпечну та надійну роботу системи

◆ Інтеграція: може компенсувати реактивну потужність і струми вищих гармонік нижче 25-го порядку, відповідає вимогам фільтрації більшості споживачів електроенергії, багатофункціональне виконання в одному пристрої

◆ Інтелектуальність: Самодіагностика несправностей, запис історії подій, інтерфейс RS485 + стандартний протокол MODBUS, дистанційний моніторинг

Складові компоненти

◆ Високочастотний IGBT потужний електронний ключ

◆ Високоякісна система зберігання енергії з підтримкою постійного струму

◆ Вихідний модуль LCR

◆ DSP-A компонент обробки даних та зв'язку

◆ DSP-B компонент алгоритму фільтрації та компенсації

◆ Компоненти обробки імпульсів та захисної логіки FPGA

◆ Екран LCD з сенсорним керуванням, ефективний інтерфейс користувача

•Проектування та вибір

Принцип проектування:

Статичний генератор реактивної потужності PISVG здійснює контроль струму навантаження в режимі реального часу за допомогою зовнішнього струмового трансформатора (CT), аналізує реактивну складову струму навантаження за допомогою внутрішнього обчислення DSP, а потім керує генератором сигналів PWM, щоб надсилати керівні сигнали на внутрішній транзистор IGBT відповідно до заданих значень, таким чином інвертор генерує необхідний струм компенсації реактивної потужності, і, нарешті, досягається мета динамічної компенсації реактивної потужності.

Умови та місця застосування:

PISVG має коефіцієнт потужності на рівні 0,99 з функцією реактивної компенсації, яка може компенсувати ємнісні та індуктивні навантаження та трифазні несиметричні навантаження. Ефект реактивної компенсації є стабільним і швидким, час динамічної відповіді <50 мкс. Підходить для випадків, де реактивна потужність змінюється часто. Ємність компенсації дорівнює встановленій потужності, не залежить від провалів напруги в системі, не підсилює системні гармоніки, не викликає резонансу і може використовуватися в умовах надлишкових гармонік.

Сфери застосування：

Розрахунок потужності реактивної компенсації PISVG: загальна потужність реактивної компенсації зазвичай визначається виходячи з потужності трансформатора, емпірична компенсація становить 20–30% від потужності трансформатора.

1. Наведена вище швидка конфігурація є стандартними даними оцінки проекту. На практиці невелика кількість користувачів може виявити, що їх потреба в реактивній потужності значно перевищує оцінні дані. Пізніше компенсаційну потужність можна збільшити відповідно до фактичної потреби в реактивній потужності.

2. Вищевказану швидку конфігурацію рекомендується використовувати за умови повного впровадження PISVG. Для більшості проектів користувачів модулі компенсації реактивної потужності SVG потужністю 50-100 кВАр та подавлення гармонік можуть використовуватися в поєднанні для створення гібридного компенсувального пристрою. Ефект залишається таким самим, коли навантаження мало змінюється, що дозволяє зменшити потужність SVG та заощадити кошти.

3. Якщо потрібен фільтр, то в інженерних сценаріях, де кількість низькочастотних гармонійних струмів не перевищує 15, а коефіцієнт вмісту гармонійних напруг менше 5%, відповідну компенсаційну потужність слід збільшити згідно зі значенням гармонійного струму та увімкнути функцію активного фільтрування потужності для досягнення високих показників як фільтрації гармонік, так і компенсації реактивної потужності.

4. Якщо потрібне фільтрування, в інженерних ситуаціях, де нараховується більше 15 вищих гармонічних струмів і вміст гармонічної напруги перевищує 5%, слід також встановити професійні пристрої серії PIAPF активного фільтра потужності для контролю гармонік.