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SVG功率柜的结构设计

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：靳翠方

[导读] 摘要：随着国家的社会经济发展水平不断提高，电力服务需求日益多样化，对电子能源、供电系统主要设备的要求也在不断增加。

        中电普瑞电力工程有限公司 102200
        摘要：随着国家的社会经济发展水平不断提高，电力服务需求日益多样化，对电子能源、供电系统主要设备的要求也在不断增加。根据使用需求进行主要设备设计的无功功率要求，SVG功率柜则能够对电网系统进行使用升级。作为一个有效的功率补偿机制，SVG可以有效地解决动态喷气功率问题，大大提高动力系统的稳定性和确保其运行安全。本文对SVG功率柜的工作原理、主要特点及优势、结构设计等进行了重点分析，以便使有关从业者能够更为熟悉这些结构，从而在工作中能够有效利用SVG功率柜来稳定电网建设。
        关键词：SVG功率柜；结构；设计
        SVG作为最先进的电力补偿装置之一，可以在过电压时有效地降低电压，减少电压爆发和电流不平衡问题，而且，在中国等一些国家，目前有1.5%的人在从事电网相关行业，SVG功率柜是良好的电路管控技术
        一、SVG工作原理
        SVG（静态喷气动力发生器，也称为静态同步补偿器）的主要工作原理是通过与电网进行自动结合的并联电路，能够利用反应堆基础来在电路连接后经桥路交流基础，来对输出电压进行有效控制。SVG功率柜设计时需要确保能够对交流电的横向电流进行适当调节，有效满足电路中的喷气流需求，并满足静态或动态补偿的需要。
        二、ＳＶＧ功率柜的结构设计
        1.ＳＶＧ功率柜基础结构设计
        SVG电力柜的主要结构包括柜体结构和进气道内部组装，再加上安装功率模块的组装。除此以外，考虑到我们电网建设的供电系统需要在电力波动时有及时补偿，在基础设施设计领域，可以进行以下设计：模块化安装组件可以按照箱层结构设计，在机身内部均匀分布，保证相对对称。通风管道组装应在完成后设计安装，先将模块组装好，再安装模块；除了主通风板和通风井，重点应放在主通风板上的燃料元件设计上；在燃料元件的功率模块中，各燃料元件的安装应符合本项目设计标准；用于空隙结构的通风隧道可确保燃料元件的有效运行，并完成总结构的有效冷却；为保证整体传热效果，应当将散热结构设计的更加合理有效，从而充分满足电力系统的负荷补偿的要求。
        2.热分析和散热设计
        （1）ＳＶＧ的发热部件主要是两部分
        SVG的燃料组件主要用于连接到反应堆的能源容量模块，因此，在设计冷却罐时，应主要注意燃料元件散热特性和散热需求。由于IGBT是主要的功率模块的燃料组件，其散热率应严格限制，使其PN成分的一般包装温度低于85℃时。

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应该指出，如果电池的温度波动太大，波动极值差达20°C左右，其功能就会大大降低，这很容易导致它的过热损失。因此，功率装置的设计应集中在冷却设备的设计上，为了保证所有设备工作的稳定性和安全性。
        （2）功率单元散热设计分析
        以下是使用650A功率散热模块进行的专门分析，结合机组热效率需求来进行总体冷却结构的对应设计，包括36个电源箱，每一个都是12级串联设计的。柜体的散热是通过吸出功率模块来实现的，通常是可以使用前风机上部、后吸风机上部及进气后风机上部的排气方法，并注意根据机组650A的需要进行综合安排。热输出结构的功率，取决于总的空间大小，在较紧凑的结构下，在前后风方向各安装一个功率模块，在柜子的中心形成通风系统，在屋顶上安装了一个通用的风扇。
        3.ＳＶＧ功率柜控制部分设计分析
        SVG间接电流控制和电流直接控制是两种控制策略，（1）促进对电流的间接调节，这是一种成熟而简单的方法；但其控制精度，系统声音速度比电流直接控制小。（2）直接控制电流，这种控制方式要求变压器功率开关的频率高于小容量SVG的控制。电流直接控制是通过PWM跟踪技术进行的，这可以很好地抑制谐波。（3）间接电流的控制，从抑制谐波的角度来看，这种控制方式要求有较低的谐波要求值和较高的SVG容量，在此基础上主要通过乘法或多能级降低变频器来控制主电路中的谐波。（4）运用两个控制策略来直接调节电流，这种调节方式可以抑制无序电流的不利影响。在SVG系统的电压负荷不对称情况下，则难以使用任何一个控制措施进行处理。
        三、结语
        ＳＶＧ功率柜设计应当首先重点关注整体机柜的基础结构设计，在完成基本框架设计搭建后，落实好每个组件部分的设计细节，确保组件功能效用得到最大化发挥。在落实基础结构设计后，做好热分析的基础上完成散热设计，避免功率柜因散热不强造成整体运作不佳，影响电力系统的正常工作。基于功率单元模块的散热要求作专门设计，确保整个系统散热良好，为整体ＳＶＧ功率柜性能的提升提供有效保障。
        参考文献：
        [1]基于SVG的次同步振荡抑制方法研究与应用[J].孙贤大，刘国辉，吕孝国，李航.电力电子技术.2020（03）：169-170
        [2]SVG链式动态无功补偿装置在兖矿集团煤矿上的应用[J].李志刚，郑云玲，郭培彬.变频器世界.2020（02）：251-252
        [3]动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用[J].朱俊，余澜明，胡龙龙.建材与装饰.2016（39）：103-105
        作者简介：靳翠方（1987.05-）女河北省沧州市汉本科无中电普瑞电力工程有限公司
        研究方向：机械装备电气