摘要：分析了SVG有源动态无功和谐波补偿装置的原理及技术优点，冷轧工程应用该滤波装置，谐波得到很好治理。
关键词：SVG 谐波补偿 谐波治理
Application of SVG active dynamic reactive power and harmonic compensation device
in cold rolling engineering
XU Hui
(Anyang iron and steel co., LTD Henan anyang 455000)
The principle and technical advantages of SVG active dynamic reactive power and harmonic compensation device are analyzed.The filter device is used in cold rolling engineering，Harmonics are well regulated.
Key word:SVG Harmonic compensation Harmonic governance
1.项目背景
冷轧薄板工程，包括酸轧机组，连续退火机组，热镀锌机组。酸轧、连退、镀锌机组投产后，大规模使用变频器、整流器及开关电源等，使得电力系统中谐波成份显著增加，供电质量下降，谐波量增大，奇次≥5.0％，偶次≥3％，产生的谐波导致系统中电容器的老化、电抗器烧毁、损坏电动机、危害变压器、产生过热、损坏通信设备、加速电缆老化，导致备件费用增加等；另外，谐波对电网的影响也很严重，引起附加损耗增加，同时也使功率因数降低，电网故障率增加，影响电气设备运行的可靠性和安全性。
基于上述原因，冷轧工程决定增加滤波站以减少谐波对供电系统的影响，滤波站采用先导倍尔XDSVG系列有源动态无功和谐波补偿装置，采用SVG动态无功补偿+滤波方案，滤波支路两组以上。
2.项目的技术关键和创新点
2.1SVG装置原理及技术特点
SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现无功补偿的目的。有源动态无功和谐波补偿装置是其中的SVG基于电压源自换相换流器，它不同于传统SVC的阻抗补偿（靠电容器和电抗器发出和吸收无功）原理，原理上等效于静止的同步调相机，但性能上又远优于调相机和SVC。SVG的结构简图及工作原理如下图2-1所示：
2-1 SVG原理示意图
2.2技术优点
和传统的SVC相比，SVG具有以下独特的优点：
1）启动冲击小
SVG部分采用自励方式起动，启动快速且冲击电流限制在很小的幅值；
2）可以任意组合的连续补偿范围
SVG可以从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功，和固定电容器组合可构成任意范围的连续补偿；
3）动态响应速度快
SVG具有10ms以内的快速输出无功特性（如上图），因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果，对闪变有更好的抑制效果；而传统的SVC响应时间一般在40ms-60ms（太快可能引起电抗和电容器产生振荡）。
4）优异的谐波输出特性
SVG既可以输出近似正弦波的无功电流（不含谐波，用于电网补偿），也可以输出设定次数的谐波电流（用于负荷谐波滤波），即SVG输出电流是完全有源可控的，完全满足用户的需要；而SVC产生大量不可控的谐波电流，又附带大量不可控的无源滤波支路来实现自身产生的谐波电流的滤波。
5）占地面积小
SVG以半导体功率器件构成的逆变器为核心，使用直流电容器储能，无SVC中体积庞大的滤波支路和电抗器，安装尺寸一般只有SVC的1/5-1/3，特别适合于对占地面积要求较高的场合。XDVAR系列SVG可做成移动式装置。
6）高效率(节能)
SVG采用新型低损耗IGBT功率器件，直接输出电压范围1kV－35Kv,省去了连接变压器，装置效率可达99％以上；而由于损耗曲线特性优于SVC（SVC空载时损耗达到最大），SVG的等效运行损耗一般只有SVC的1/3-1/2，等效运行耗电量大大低于SVC。
3 SVG有源动态无功和谐波补偿装置在冷轧的应用情况
3.1系统结构
本项目为改善冷轧酸轧机组轧机配电室10kV母线谐波、功率因数等电能质量参数，采用SVG+FC（滤波器）的动态无功补偿兼滤波装置1套，由轧机10kV开关站I段母线的两台高压柜供电。
SVG采用目前最前沿的微链式拓扑结构及自混合滤波技术，可实现无功连续动态可调，满足无功功率、电压调节、功率因数及谐波治理等的技术要求，
3.2 SVG有源滤波投运效果
3.2.1电压、电流测量波形
图3-1给出FLUKE记录SVG投运前后滤波功能电网电流谐波情况。系统互感器变比为：3000/5。
图3-1 SVG投运前后系统电流波形图
3.2.2电流谐波
以系统最小短路容量Smin=256.7MVA为依据，注入10 kV母线的谐波电流允许值及实测值如下表3-1所示：
表3-1谐波电流允许值及实测值
3.3功率因数
10kV考核点功率因数基本维持在0.99，月平均功率因数≥0.96，满足设备投运要求。
4 投运效果分析
从实际运行来看，有源电力滤波器和TSC组成的谐波抑制与无功补偿装置无功补偿和谐波治理效果明显，有效地滤除谐波，提高功率因数，达到技术指标，很好地改善冷轧电网的电能质量，满足冷轧各机组的生产和工作需要，从而可以使冷轧降低能耗，提高生产效率，减少生产成本，创造可观的经济收益，体现了广阔的应用前景。
参考文献：
[1]张静. SVG动态无功补偿及谐波治理成套装置应用分析[J]. 能源技术与管理，2012, (04): 147-148.
[2]徐晖. 中压(6kV)TSC动态无功补偿在安钢高线的应用. 冶金标准化与质量，2003，（02）:12-14
论文作者:徐晖
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
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