低压静止无功发生器工作原理
发布时间:
2025-10-13
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电力系统运行过程中,无功功率的平衡直接影响电压稳定性与电能质量。当电网中存在感性或容性负载时,易出现无功功率缺额或过剩,导致电压波动、功率因数降低等问题。低压静止无功发生器(SVG)作为新型无功补偿设备,凭借灵活的调节能力,成为解决低压配网无功问题的关键装置。

低压静止无功发生器工作原理

一、低压静止无功发生器的核心构成

低压SVG主要由主电路、控制电路及检测电路三部分组成,各部分协同作用实现无功功率的精准补偿。

主电路包含电抗器、逆变器、直流电容等元件。逆变器多采用IGBT功率模块,通过高频开关动作将直流电能转换为交流电能;直流电容用于维持直流侧电压稳定,为逆变器提供可靠的直流电源;电抗器则起到滤波与限流作用,减少开关动作产生的谐波,确保输出电流波形符合电网要求。

控制电路是设备的“大脑”,由微处理器、驱动电路等构成。微处理器根据检测电路获取的电网参数,计算所需补偿的无功功率数值,进而生成控制信号;驱动电路将控制信号放大后传递至IGBT模块,控制其开关状态。

检测电路负责实时采集电网的电压、电流信号,通过传感器将模拟信号转换为数字信号,传输至控制电路,为无功功率计算与控制策略制定提供数据支撑。

二、低压静止无功发生器的工作流程

低压SVG的工作过程可分为参数检测、无功计算、信号控制、电能转换四个阶段,各阶段无缝衔接实现无功补偿。

首先,检测电路中的电压、电流传感器实时采集电网的三相电压与负载电流信号,将采集到的模拟信号传输至信号调理模块,经滤波、放大后转换为微处理器可识别的数字信号。

其次,微处理器接收数字信号后,通过快速傅里叶变换等算法分离出电流中的有功分量与无功分量,根据电网无功功率需求,计算出需要补偿的无功功率大小与方向(感性或容性)。

随后,微处理器根据计算结果生成PWM(脉冲宽度调制)控制信号,该信号经驱动电路处理后,精准控制逆变器中IGBT模块的导通与关断时序。

最后,逆变器在PWM信号的控制下,将直流电容储存的直流电能转换为与电网电压同频、同相的交流电能,通过电抗器滤波后注入电网,补充或吸收电网中的无功功率,实现电网无功功率平衡。

三、低压静止无功发生器的技术特性

低压SVG在工作过程中展现出响应速度快、补偿精度高、运行范围广的技术特性,这些特性使其在低压配网中具有显著优势。

在响应速度方面,由于采用全电力电子器件构成的逆变器,设备无需机械动作,从检测到电网无功变化到输出补偿电流的时间可控制在毫秒级,能够快速抑制电网电压波动与闪变。

补偿精度方面,通过先进的控制算法与高频PWM技术,设备可实现无功功率的连续可调,补偿精度可达±1kvar以内,且能根据电网负载变化实时调整补偿量,避免过补偿或欠补偿现象。

运行范围上,低压SVG可在额定电压的80%-110%范围内稳定运行,适应电网电压的波动;同时,其功率因数调节范围可从-0.95(容性)到0.95(感性),能够满足不同负载场景下的无功补偿需求。

低压静止无功发生器通过精准的参数检测、高效的电能转换与灵活的控制策略,实现了电网无功功率的动态平衡,为改善低压配网电能质量提供了可靠解决方案。‍

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