GB/T 20298-2006 静止无功补偿装置(SVC)功能特性

ICS29.020

K04

中华人民共和国国家标准

GB/T20298—2006

静止无功补偿装置(SVC)功能特性

Thefunctionalspecificationofstaticvarcompensator

2006-07-13发布2007-01-01实施

发布

GB/T20298—2006

目次

前言

1范围1

2规范性引用文件1

3术语、定义及缩写2

3.1术语和定义2

3.2缩写3

4SVC安装场所的环境状况3

5SVC连接点的系统电气参数4

6SVC主系统特性要求4

6.1SVC额定值及其性能要求4

6.2控制目标5

6.3谐波特性6

6.4电话及无线电干扰6

6.5噪声6

6.6损耗评估6

7SVC主设备功能及其特性要求7

7.1晶闸管阀7

7.2晶闸管阀的冷却系统8

7.3控制设备及其操作界面10

7.4监视与保护10

7.5电抗器11

7.6电容器组11

7.7SVC专用变压器12

7.8隔离开关及接地开关12

7.9辅助电源12

8工程研究12

&1动态性能分析12

&2谐波分析12

&3暂态过电压分析13

9试验13

9.1晶闸管阀的型式试验13

9.2产品检验13

9.3控制系统的工厂检验13

附录A（规范性附录）SVC电压/电流特性曲线示图14

附录B（规范性附录）SVC系统的响应特性示图16

附录C（规范性附录）计算晶闸管阀损耗的方法17

附录D（资料性附录）SVCT.程描述及供货范围20

附录E（资料性附录）SVC的可用率及可靠性22

T

GB/T20298—2006

附录F（资料性附录）备件23

附录G（资料性附录）SVC厂房及其设备布置24

附录H（资料性附录）技术文件及培训25

附录1（资料性附录）闪变改善率27

n

GB/T20298—2006

■1/■■1

刖a

本标准是有关静止无功补偿装置功能特性部分，与该标准相关的部分还有GB/T20297—2006«静

止无功补偿装置(SVC)现场试验》。

本标准参考了IEEEStd1O31：2OOOUEEE静止无功补偿装置的功能特性导则》。

本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录。

本标准的附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I为资料性附录。

本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口。

本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会负责起草与解释。

本标准主要起草单位:全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书处、全国电力电子学标准化

技术委员会秘书处、中国电力科学研究院、深圳领步科技有限公司、西安领步电能质量研究所、鞍山容信

电力电子有限公司。

本标准主要起草人:李世林、周观允、林海雪、刘军成、左强。

本标准参加起草单位：中机生产力促进中心、陕西省电力调度中心、中冶京诚T程技术有限公司、凌

海科诚电力电器制造有限责任公司、辽宁立德电力电子有限公司、成都电业局。

本标准参加起草人:康文祥、焦莉、曾幼云、王健斌、王春海、周茂兰。

GB/T20298—2006

静止无功补偿装置(SVC)功能特性

1范围

本标准规定了静止无功补偿装置(SVC)的基本功能、特性要求。

本标准适用于采用晶闸管技术，应用在中压(MV)及以上输配电系统及工业环境中的SVC0

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB1094(所有部分)电力变压器(GB1094.1—1996,eqvIEC60076-1：1993；GB1094.2—1996,

eqvIEC6OO76-2：1993；GB1094.3—2003,IEC60076-3：2000,MOD；GB1094.5—2003,IEC60076-5：

2000,MOD；GB/T1094.10—2003,IEC60076-10：2001,M()D)

GB/T3859.3半导体变流器变压器和电抗器(GB/T3859.3—1993,eqvIEC60001-3：1991)

GB4824工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法(GB4824—2004,

CISPRll：2003,IDT)

GB/T10229电抗器(GB/T10229—1988,eqvIEC60289：1987)

GB/T11024.1标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第1部分:总则性能、试验和

定额安全要求安装和运行导则(GB/T11024.1—2001,eqvIEC60871-1：1997)

GB/T12325电能质量供电电压允许偏差

GB12326电能质量电压波动和闪变

GB12348工业企业厂界噪声标准

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压允许不平衡度

GB/T15945电能质量电力系统频率允许偏差

GB/T17626.2电磁兼容性试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626.2—1998,

idtIEC61000-4-2：1995)

GB/T17626.3电磁兼容性试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB/T17626.3-

1998,idtIEC61000-4-3：1995)

GB/T17626.4电磁兼容性试验和测量技术快速瞬变电脉冲群抗扰度试验

(GB/T17626.4—1998,idtIEC61000-4-4：1995)

GB/T17626.5电磁兼容性试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(GB/T17626.5—1999,

idtIEC61000-4-5:1995)

GB/T17626.11电磁兼容性试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

(GB/T17626.11—1999,idtIEC61000-4-11：1994)

GB/T20297—2006静止无功补偿装置(SVC)现场试验

JB5833电力变流器用纯水冷却装置

JB/T8757—1998电力半导体器件用热管散热器

DL5014(330~500)kV变电所无功补偿装置设计技术规定

IEC61954输配电系统静止无功补偿器用晶闸管阀的试验

1

GB/T20298—2006

3术语、定义及缩写

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1.1

静止无功补偿装置staticvarcompensator

一种并联连接的静止无功发生器或吸收器，通过对其感性或容性电流的调整，来维持或控制其与电

网连接点的某种参数（典型情况为控制母线电压）。

注：静止无功补偿装置包括TCR、TSC、TCT、TSR等，一般与机械投切无功补偿装置构成静止无功系统。

3.1.2

晶闸管控制电抗器thyristor-controlledreactor

与电网并联连接的、晶闸管控制的电抗器，通过对晶闸管阀导通角的控制，其有效感抗可以连续

变化。

3.1.3

晶闸管控制变压器thyristor-controlledtransformer

与电网并联连接的、晶闸管控制的变压器，通过对晶闸管阀导通角的控制，其有效感抗可以连续

变化。

TCT属于TCR的一种变形，将降压变压器与主电抗作为一个整体考虑。

3.1.4

晶闸管投切电容器thyristor-switchedcapacitor

与电网并联连接的、晶闸管投切的电容器，通过控制晶闸管阀的导通与关断，其有效容抗可以阶梯

式变化。

3.1.5

晶闸管投切电抗器thyristor-switchedreactor

与电网并联连接的、晶闸管投切的电抗器，通过控制晶闸管阀的导通与关断，其有效感抗可以阶梯

式变化。

3.1.6

机械投切电容器mechanicallyswitchedcapacitor

与电网并联连接的、机械开关投切的电容器组，一般串联阻尼电抗器。

3.1.7

机械投切电抗器mechanicallyswitchedreactor

与电网并联连接的、机械开关投切的电抗器。

3.1.8

参考电压referencevoltage

在SVC装置V/I特性曲线上，总无功输出为零（既不吸收无功，也不发出无功）点的电压。

3.1.9

V/I特性曲线voltage/currentcharacteristic

SVC连接点的电压与SVC稳态运行电流之间的关系|1I|线。

3.1.10

斜率slope

在SVCV/I特性曲线上,容性与感性线性可控范围内，电压的变化与电流的变化标么值的比值，一

般以百分数表示。

2

GB/T20298—2006

3.1.11

公共连接点pointofcommoncouplin

用户接入公用电网的连接处。

3.1.12

连接点pointofconnection

对于通过变压器与电网相连的SVC,连接点指变压器一次侧；对于SVC通过已有的变压器与电网

相连、或SVC直接与电网相连，此时连接点指SVC的实际接入点。

3.2缩写

CT：电流互感器

FACTS：柔性（灵活）交流输电系统

HV：高电压

HVDC：高压直流

LV：低电压

MV：中电压

MSC：机械投切电容器

MSR：机械投切电抗器

PCC：公共连接点

SVC：静止无功补偿装置

TCR：晶闸管控制电抗器

TSC：晶闸管投切电容器

TSR：晶闸管投切电抗器

VT：电压互感器

V/1：电压/电流特性曲线

4SVC安装场所的环境状况

应尽可能提供SVC安装场所的下述气候环境状况，在此环境状况下运行的SVC装置，其各项性能

指标应达到其额定设计水平：

a)海拔高度（）；

b)环境温度范围（C）；

c)相对湿度（％）；

d)日平均最高温度（°C）

e)日平均最低温度（C）

f)覆冰（kg/2）；

g)最大积雪厚度（）；

h)最大霜冻厚度（）；

i)最大稳定风速（m/s）；

j)地震烈度；

k)雷暴日（天/年）；

1)污秽等级；

m)盐浓度（mg/c2）；

n)日照水平（W/c2）；

o)土壤电阻率（Q•）。

3

GB/T20298—2006

5SVC连接点的系统电气参数

应明确SVC连接点的下述系统电气参数：

a）系统标称线电压（kV）；

b）最高持续运行线电压（kV）；

c）最低持续运行线电压（kV）；

d）系统短时最高运行线电压（kV）及其最大持续时间（s）；

e）系统短时最低运行线电压（kV）及其最大持续时间（s）；

f）负序电压含量（％）;

g）零序电压含量（％）（可选）；

h）系统标称频率（Hz）；

i）系统供电最大频率偏差（Hz,参见GB/T15945）；

j）雷电过电压（kV峰值）；

k）操作过电压（kV峰值）；

l）系统正常运行方式下，最大、最小短路电流（kA）；

）系统谐波阻抗；

n）背景谐波电压（或电流）水平。

6SVC主系统特性要求

SVC系统描述参见附录D。

6.1SVC额定值及其性能要求

应明确给岀SVC相应的下述电气参数。

6.1.1额定电气参数及其指标要求

a）连接点母线标称电压（kV）；

b）参考电压（kV）；

c）连续可调的无功范围或母线电压变化范围（标么值，参见GB/T12325）；

d）抑制电压波动和闪变、谐波、三相不平衡度的指标（工业及配电用SVC,参见GB12326、

GB/T14549.GB/T15543或依据附录I对闪变评定）；

e）提高功率因数的指标（工业及配电用SVC）；

f）抑制T频过电压或阻尼功率振荡的指标（输电用SVC）O

6.1.2额定容性、感性调节范围

附录A图A.1为SVCV/I特性曲线的示图，以连接点母线标称电压及100MVA为基准，对应曲

线A点为SVC的容性额定容量（标么值），对应Illi线B点为SVC的感性额定容量（标么值），应明确给

出A、B两点的数值（标么值）；

6.1.3V/I特性曲线斜率的调节范围

附录A图A.2为SVCV/I特性曲线的详示图（放大了一定比例），在设定的某一基准功率（MVA）

下，SVC特性曲线的斜率应可调，应明确其调整范围（％）及其最大调节步长；

6.1.4系统短时最低运行线电压下SVC的极端运行限定

在本标准5e）规定的系统短时最低运行线电压（kV）及其最大持续时间（s）条件下（对应附录A

图A.lC点）,SVC应能够持续发出无功功率；如果这种低电压现象持续时间超过设计约定的时间

（s）,SVC应退出运行；

6.1.5系统短时最高运行线电压下SVC的极端运行限定

在本标准5d）规定的系统短时最高运行线电压（kV）及其最大持续时间（s）条件下（对应附录A

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GB/T20298—2006

图A.1D点）,SVC应能够持续吸收无功功率；如果这种过电压现象持续时间超过设计约定的时间

（s）,SVC应退出运行；

6.1.6短时容性无功输出（根据SVC的实际用途，可选）

应明确当母线电压处于某一设定值（并非最低电压）条件下，SVC短时应达到的最大容性无功输出

（MVA）,并明确此运行过程的最大持续时间（s）。

6.1.7最大可控感性无功输出（根据SVC的实际用途，可选）

应明确规定当母线电压上升到某一设定值（标么值）条件下，SVC连续可控导通的最大持续时间

（s）o

6.1.8其他高压电气设备的运行要求

补偿装置专用变压器、连接到母线上的所有设备例如滤波支路、TSC支路、TSR支路、TCR支路、

电容补偿支路、电抗补偿支路等均应在上述SVC短时运行或连续运行情况下保持正常运行，在超出上

述条件的过电压、过电流情况下这些设备应均有可靠保护；详细要求参照GB1094.GB/T3859.3、

GB/T10229、GB/T11024.1。

6.1.9SVC系统抵御故障的能力

外部故障时SVC系统各类设备应不被损坏；内部故障时不应使事故进一步扩大。

6.1.10其他功能要求

协商确定用户提出的其他要求及指标。

6.2控制目标

根据SVC的实际用途，其基本功能及性能要求如下：

6.2.1SVC的基本功能

a）在系统稳态运行或故障后情况下，将三相平均电压或基波正序电压控制在一定的范围内（应明

确其V/I特性曲线斜率的变化范围（％））；

b）分相调节，实现电压的分相控制，改善电网三相电压不平衡度；

c）通过无功功率控制，实现母线电压的控制；

d）通过电压控制，抑制系统振荡，提高功率传输能力；

e）通过无功功率调节，实现功率因数的控制；

f）抑制电压波动和闪变水平；

g）抑制电网谐波电压畸变和注入电网的谐波电流水平。

6.2.2响应特性

a）SVC系统响应时间

SVC响应特性曲线示图如附录B图B.1所示。

从控制信号（参考电压）输入开始，直到系统电压达到预期电压水平的90%所需的时间称为SVC

响应时间（ms）；此时应明确所要求的最大过调量（％），同时规定在达到预设最终变化范围（％）以前的

整定时间（ms）o

需要说明的是，上述响应特性的要求是在第5章给出的最小三相短路容量的条件下给出的。

一般来说，SVC系统响应时间为30ms〜50ms0

注：由于电压变化范围较小，难以获得清晰的变化曲线，一般可以用无功功率电流变化曲线来说明响应时间。

b）控制系统响应时间

控制系统响应时间是从控制信号输入开始，SVC控制器完成控制信号的采样、分析、计算，直至控

制器发出触发信号所经历的时间。

应明确控制系统的响应时间（ms）o

一般来说,SVC控制系统的响应时间不大于15mso

5

GB/T20298—2006

6.3谐波特性

SVC系统的设计应避免并联电容器组、滤波支路和系统之间发生谐振，并限制相关连接点谐波电

压畸变率。

6.3.1滤波器性能

应明确SVC滤波器的下述两种作用：

a）仅仅抑制SVC自身产生的谐波对其所连接电力系统的污染；

b）不仅要抑制SVC自身产生的谐波，同时要求抑制用户运行过程中产生的谐波（输电用SVC可

以不具备此功能）。

在下述情况下，谐波电流在PCC（或双方约定的考核点）引起的谐波电压畸变率宜限制在

GB/T14549国家标准要求的限值范围内：

a）在第4章和第5章要求的环境和系统条件下；

b）在滤波电容允许变化范围内；

c）在SVC设备参数允许变化范围内，例如变压器三相绕组阻抗不平衡、阀触发角的不一致性、三

相电抗、电容参数不相等。

需指岀，如果系统条件在第5