1  传统无功补偿装置应用背景及现状

　　随着中国三十年的经济高速发展，电力电子设备在各行业得以普遍使用，变频电源、整流电源、逆变电源、开关电源、节能灯等典型非线性负载在配电系统占比越来越高。传统无功补偿装置在现代配电系统应用中，不但不能有效提升配电系统功率因数，降低系统线损，反而变成主要的故障源--电容器严重漏油、串抗频繁烧毁、保险损坏爆炸，严重时会造成系统火灾系统停电等恶性事故，以下是谐波造成补偿柜和系统问题的典型照片。

图1 接触器烧毁

图2 严重漏油损坏

图3 对地短路

图4 系统火灾

2  测试数据分析
　　通过测试浙江某大型船舶制造公司的一个船坞配电室传统无功补偿投入前后数据可以清晰看到传统无功补偿对谐波严重放大的情况。

图5 配电系统架构图

测试地点为1#变380V低压总进线开关侧：
　　表1投入传统无功补偿装置前后对比

     由以上数据可以清晰看出投入传统无功补偿装置前后：配电系统电压畸变率由4.8%放大到6.5%，超过国标14549-93标准；配电系统电流畸变率由9.5%放大到18.9%，总谐波电流由112A放大到202A；配电系统电流波形由不规则单峰变成双峰，主要放大谐波以5次和11次谐波明显。
　　该配电系统频繁出现电容器损坏故障及严重漏油现象，也频繁出现空压机变频器模块莫名击穿损坏问题。

图6系统故障局部

图7 SVG工作原理图

4.2.2 SVG产品主要特点
　　双向无功补偿：既可以补偿容性负载，有可以补偿感性负载，额定容量下可以保证功率因数0.99不波动； 
　　滤除谐波：针对配电系统主要谐波含量如5、7、11、13次等谐波进行滤除，保证系统谐波含量符合国标14549-93标准；
　　跟踪响应速度快：SVG跟踪负载进行滤波补偿全响应时间小于20ms；
　　精确补偿，消除谐振：SVG滤波补偿完全根据配电负载所需进行精确补偿，不存在过补偿问题，消除了配电系统因容性发生谐振的可能。
　　表2 SVG和传统无功补偿装置性能比较

4.2.3 SVG和传统无功补偿装置经济分析
　　传统无功补偿装置主要部件为电容器或电容器电抗器组，其成本随着经济发展较为平稳上升。而SVG的核心器件为IGBT和DSP等电力电子元器件，其价格成本随着材料应用的成熟有下行趋势，推广应用越迅速，其价格下降将会越快，二者的交集会快速到来。
　　综合以上特点，SVG产品适应了现代电网配电特征，是完全替代传统无功补偿装置的先进的第三代无功补偿装置。
5  SVG产品应用案例
　　5.1项目背景
　　某有色冶金企业铜材SCR轧铜生产线，弱电干扰严重，变频器模块经常损坏，电能质量急需得到提升。

图8 SCR轧铜生产线现场环境

      5.2项目意义
　　谐波治理可以有效提高供电系统的可靠性，消除系统谐波危害；谐波治理可以显著提高配电系统的功率因数，谐波治理可以大幅减少因谐波造成的高频振荡，降低轧线设备运行时噪音。所以该轧线谐波治理既能保证其配电系统的安全运行，提高生产效率，又能节能降耗具有很大经济效益。
　　5.3测试结果
　　实测粗轧和精轧设备运行时系统存在5、7、11、13次等特征谐波，谐波含量丰富。轧线工作时，负荷变化速度在几个周波，对于谐波治理设备的响应速度也提出了极高要求。 
　　5.4项目方案
　　1250KVA轧铜变压器低压总进线侧配置了一台台达300KVAR的静止无功发生器。
　　5.5治理效果
　　网侧波形从严重畸变恢复成正弦波波形。
　　表3 静止无功发生器投入前后对比

    5.6安装图片

图9 安装现场图

5.7项目回顾
　　某有色冶金企业铜材轧线应用KDST静止无功发生器成功地解决了粗轧和精轧的谐波及无功补偿问题，提高了轧线配电系统的电能品质，保障了配电系统的可靠性，取得了极其显著谐波治理及节能效果，整个项目于2011年7月全部安装调试完成，运行至今。
6  总结
　　传统无功补偿装置由于其固有的电气特性不能适应现代配电系统负载需求，而第三代无功补偿装置SVG克服了传统无功补偿装置的问题，不但解决配电系统的谐波和无功问题，而自身作为电流源，有先天规避谐振风险的优势。安全、可靠、低耗地保证了配电系统的持续运营，SVG产品替代传统无功补偿装置在配电系统中大面积推广应用必将成为一种趋势。