电力SVG无功补偿装置用水冷系统简介

大功率电力电子设备在运行过程中，除了要消耗大量有功功率外，还需要吸收大量的冲击性无功功率，这样就会引起配电网系统发生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题，不仅使配电网供电电能质量逐步恶化，同时谐波还会引起配电网保护控制系统发生“拒动”、“误动”等不利情况发生，降低配电网供电可靠性。因此，在存在大量谐波分量的配电网系统中，进行无功补偿和谐波治理是非常必要的，SVG无功补偿装置应运而生。但SVG工作时会因为功率损耗引起器件发热、升温。随着芯片技术的发展，芯片本身的体积做得越来越小，但功耗却越来越大，热流密度也随之大幅度的提高。高温是SVG失效的主要因素。如何给SVG散热成为了保障设备正常运行的难题。

本文将从SVG切入，介绍SVG的特点和SVG用水冷机组。

什么是SVG?

SVG是一种高可靠、高效率、无污染的高压大功率电能质量治理产品，无功功率补偿装置在电网供电系统中所承担的主要作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器侧的功率损耗以及输送线路上的功率损耗，提高电力系统的供电效率，从而改善电力网络的供电环境

SVG无功补偿系统的优点

同以往的FC、晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor, TSC )、晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR )、磁控电抗器(Magnetic Control Reactor, MCR )等传统无功补偿装置相比较，SVG具有以下优点:

1）静止运行、安全稳定。SVG中没有大型转动、磨损和机械噪声等，很大程度上提高了装置的使用寿命；

2）提高电力电子系统暂态稳定性，减小系统阻尼振荡；

3）SVG装置采用直流电容器代替交流电容器,装置的体积和损耗都得到了降低；

4）控制灵活和调节范围广。无论在感性还是容性的工况下，SVG都可连续快速调节，响应时间为20-30ms。基于PWM调制的SVG装置，其最快的响应时间可在10ms；

5）谐波量小。在SVG中，一般采用桥式交流电路中的多重化技术、多电平技术，或者PWM技术来消除低次谐波，使较高次谐波减小到可接受的程度；

6）SVG产生的无功电流，基本上不受系统电压的影响。即使系统电压降低，瞬时对其进行补偿，仍然可以确保最大无功电流；

7）SVG端电压对外部运行条件和结构变化不敏感。当外部补偿装置容量与系统容量相接近时，SVC将会变得不稳定，但SVG仍然可以确保系统电压稳定；

8）连接电抗小。

SVG的散热问题

SVG工作时会因为功率损耗引起器件发热、升温，最主要的发热元器件是IGBT功率模块。随着IGBT芯片技术的发展，IGBT本身的体积做得越来越小，但功耗却越来越大，热流密度也随之大幅度的提高。元器件温度过高会缩短元器件的使用寿命，严重时甚至可能造成烧毁，这是限制电力电子器件电流、电压容量的主要原因。电子元器件的失效虽然会受到多种因素的影响，但其中最主要的影响因素还是温度。为此，在使用过程中必须要考虑SVG的冷却问题，以延长SVG的使用寿命，降低SVG的失效率。