SVG产品说明书V2.0.pdf

编号 SVG 静止型无功发生 装置 静止型无功发生 装置 使用说明书使用说明书 编制 校对 审核 批准 广东明阳龙源电力电子有限公司广东明阳龙源电力电子有限公司 二 一一年二月二 一一年二月 前言 3 1 概述 4 2 SVG技术参数 4 2 1 技术指标 4 2 2 环境条件 5 3 SVG功能介绍 5 3 1 补偿原理 5 3 2 SVG的优点 6 4 SVG的系统组成 8 4 1 进线柜 9 4 2 连接电抗器柜 9 4 3 功率单元柜 10 4 4 控制柜 10 5 SVG安装与调试 10 5 1 安装 10 5 2 调试 11 6 SVG使用和维护 11 6 1 控制柜使用说明 11 6 2 人机界面使用说明 11 6 2 1 主界面 12 6 2 2 系统管理 13 6 2 3 单元状态 17 6 2 4 故障信息 19 6 2 5 系统信息 20 6 2 6 事件信息 20 6 3 操作规程 21 6 3 1 SVG设备的启动 21 6 3 2 SVG设备的停止 22 6 4 故障及维护 22 6 4 1 故障类型分析 22 6 4 2 注意事项 23 6 5 消防通风保洁 23 6 5 1 消防 23 6 5 2 保洁 24 前言 前言 本装置由广东明阳龙源电力电子有限公司负责安装并进行现场调试 在装置 投入运行前务必确认本装置已经现场调试完毕 并满足投运条件 装置投入运行 后 请检查装置是否达到了标书上的技术指标 若有问题 请与本公司联系 装置的保修期按照标书约定 若由于下述原因引起的故障 不属于保修范围 不正确的操作或未经允许自行修理及改造所引起的问题 超出标准规范或未经允许自行修理及改造所引起的问题 因环境不良所引起的器件老化或故障 为确保设备的良好运行 禁止非专业人员随意打开机柜和进入装置护栏 内 专业人员进行维修时要注意确保人身安全 1 概述 1 概述 在我国电网建设和运行中 长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配 备不合理 特别是可调节的无功容量不足 快速响应的无功调节设备更少 近几年 随着经济的快速增长 我国电网存在下面一些特点 发电机基本处 于满发状态 使得动态无功支撑日益不足 随着经济增长和高新技术的发展 恒 定功率负荷逐年递增 空调 取暖等类突增负荷所占比例越来越大 高峰达到 40 以上 常规电容补偿装置不能适应突增负荷需要 在全国大型互联网中 需 要大容量的动态无功储备 需要提高超高压电网电压稳定性 特别是重要负荷中 心的电压稳定性 需要进一步提高有功的输送能力 随着大功率非线性负荷用户 如电气化机车 轧机 电弧炉 硅铁炉等 的不断增多 对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势 缺乏快速无功调节手段 造成了母线电压随运行方式的变动很大 导致电网损耗增加 静止无功发生器 SVG Static Var Generator 也称为 Statcom Static Synchronous Compensator 是当今无功补偿领域最新技术的代表 SVG 并联 于电网中 相当于一个可变的无功电流源 其无功电流可灵活控制 跟随负载的 变化自动快速连续调节无功功率补偿量 维持母线电压 或者通过电流跟踪补偿 实现对冲击性负载或谐波负载的实时动态补偿 由于其响应速度快 SVG 对解 决冲击性负荷所带来的三相不平衡 电压波动 谐波超标 功率因数低等电能质 量问题有着重要的意义 由我公司设计安装的静止无功补偿装置设计符合国家标准 便于操作维护 本说明书主要介绍该静止无功补偿装置的工作原理和使用说明 请操作人员在投 运前仔细阅读 2 SVG技术参数2 SVG技术参数 2 1 技术指标 2 1 技术指标 技术指标 电网电压 6kV 10kV 27 5kV 35kV 额定功率 1 200Mvar 主电路结构 链式单元串联结构 外形结构 开关柜式 组架开放式 冷却方式 水冷却 风冷却 控制系统 全数字控制系统 控制方式 联合控制方式 无功调节范围 100 100 调节方式 三相平衡调节 分相调节 调节系统响应时间 5ms 控制系统与功率单元间 光纤隔离 装置损耗 1 辅助供电电压 380V 15 使用期限 20 年 2 2 环境条件 2 2 环境条件 额定环境温度 40 75 相对湿度 10 90 日气温最大变化 15K 地震条件 水平加速度 地面 0 3g 垂直加速度 地面 0 15g 安全系 数大于 1 67 海 拔 3000m 振 动 装置应能承受 GB7261 第 16 3 条规定的严酷等级为 I 级的振动耐 久能力试验 试验后无紧固件松动及结构件损坏 3 SVG功能介绍 3 SVG功能介绍 3 1 补偿原理 3 1 补偿原理 SVG 是当今无功补偿领域最新技 术的代表 SVG 并联于电网中 相当 于一个可变的无功电流源 其无功电 流可以快速地跟随负荷无功电流的变 化而变化 自动补偿系统所需无功功 率 由于 SVG 的响应速度极快 所以 又称为静止同步补偿器 Static Synchronous Compensator 简 称 STATCOM SVG 的基本原理是利用可关断大 功率电力电子器件 如 IGBT 组成自 换相桥式电路 经过电抗器或者变压 器并联在电网上 适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位 或者直接 控制其交流侧电流 就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流 实现动 态无功补偿的目的 上图为 SVG 原理图 将系统看成一个电压源 SVG 看成一个可控电压源 变 压器等效成一个连接电抗器 下表给出了 SVG 的三种工作模式 运行模式 波形和向量图 说明 空载运行模 式 LS IUU 1 电 流 为零 SVG 不吸收 不发出无功 容性运行模 式 LS IUU 1 为 超 前的电流 此时 SVG 发出的无功 可以连续控制 感性运行模 式 LS IUU 1 为 滞 后的电流 此时 SVG 吸收的无功 可以连续控制 3 2 SVG的优点 3 2 SVG的优点 A A 响应速度快 响应速度快 SVC 闭环响应时间约 30 60ms 而 SVG 闭环响应时间通常在 5 10ms 受 响应时间的限制 即使增大容量 SVC 抑制电压闪变的能力也很有限 SVG 则是非常有效的抑制电压闪变的措施 闪变补偿效果与补偿容量和响应时间曲线 B B 补偿特性好 补偿特性好 SVC 是阻抗特性 输出电流随母线电压线性降低 SVG 具有电流源的特性 输出电流可不受母线电压影响 这一优点使 SVG 用于电压控制时具备很大优 势 系统电压越低 越需要动态无功支撑电压 SVG 输出无功电流与系统电 压没有关系 可以看作是一个可控恒流源 而系统电压越低 SVC 输出无功 电流的能力越低 SVC 和 SVG STATCOM 补偿的电压电流特性 C C 使用安全性好 使用安全性好 主电路采用先进的链式单元串联拓扑结构 多电平 PWM 技术来消除低次 谐波 输出电压 电流谐波畸变率小于 3 系统损耗小 效率高 自生不会 产生谐波 不需要安装滤波器支路 采用新型低损耗功率器件 IGCT 或 IGBT 等效运行损耗大大小于 SVC 耗电量大大低于 SVC 并且电容 电感等元件 采用与 SVC 完全不同的技术和制作工艺 运行过程中电磁噪声显著降低 D D 占地面积小 占地面积小 同等容量 SVG 比传统的 SVC 占地面积减小 2 3 到 1 2 由于不需要使用 滤波电抗器和电力电容器等无源设备 因此大大缩小补偿装置的体积和占地 面积 并且成套装置中只包括开关柜 功率柜 连接电抗柜 控制柜等 装 置适合做成箱式结构 可移动性强 也可多组并联运行 扩展容量方便 4 SVG的系统组成 4 SVG的系统组成 SVG 户内柜体组成 由上述系统拓扑结构 SVG 装置户内部分由进线柜 连接电抗器柜 功率单 元柜 控制柜等几部分组成 进线柜由高压隔离开关 避雷器 带电显示仪 真 空接触器 电压互感器 电流互感器 闭锁和联切设备 以及高压电线电缆等组 成 连接电抗器柜由输入电抗器 启动电阻 高压熔断器 避雷器 电力电缆等 组成 功率单元柜由 IGBT 功率单元 冷却风机和电力电缆等组成 控制柜的主 要部件有主控系统 PLC 和触摸屏 供电电源 表计和显示 控制开关等 户外部分由变压器 户外断路器 户外隔离开关组成 4 1 4 1 进线柜 进线柜 KM2 KM1 QS1 进线柜主电路 进线柜主要组成有高压隔离开关 QS1 真空接触器 KM1 KM2 带电显示仪 电流互感器 电压互感器等元件 4 2 连接电抗器柜 4 2 连接电抗器柜 电抗器柜主电路 电抗器柜主要组成有高压熔断器 充电电阻 三相铁心电抗器 氧化锌避雷 器等元件 4 3 功率单元柜 4 3 功率单元柜 10000 0 uF gc11gc13 gc12gc14 Ec1 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga11ga13 ga12ga14 Ea1 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb11gb13 gb12gb14 Eb1 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc21gc23 gc22gc24 Ec2 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga21ga23 ga22ga24 Ea2 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb21gb23 gb22gb24 Eb2 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc31gc33 gc32gc34 Ec3 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga31ga33 ga32ga34 Ea3 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb31gb33 gb32gb34 Eb3 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc41gc43 gc42gc44 Ec4 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga41ga43 ga42ga44 Ea4 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb41gb43 gb42gb44 Eb4 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga51ga53 ga52ga54 Ea5 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga61ga63 ga62ga64 Ea6 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga71ga73 ga72ga74 Ea7 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga81ga83 ga82ga84 Ea8 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga91ga93 ga92ga94 Ea9 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF ga101ga103 ga102ga104 Ea10 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb51gb53 gb52gb54 Eb5 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb61gb63 gb62gb64 Eb6 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb71gb73 gb72gb74 Eb7 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb81gb83 gb82gb84 Eb8 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb91gb93 gb92gb94 Eb9 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gb101gb103 gb102gb104 Eb10 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc51gc53 gc52gc54 Ec5 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc61gc63 gc62gc64 Ec6 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc71gc73 gc72gc74 Ec7 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc81gc83 gc82gc84 Ec8 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc91gc93 gc92gc94 Ec9 54000 ohm I II I D D D D 10000 0 uF gc101gc103 gc102gc104 Ec10 54000 ohm I II I D D D D 功率单元柜主电路 功率单元柜主要组成有 30 个功率单元模块 每相 10 个模块构成星形接法 4 4 控制柜 4 4 控制柜 控制柜的主要部件有主控系统 PLC 和触摸屏 供电电源 表计和显示 控 制开关等 4 5 户外部分 4 5 户外部分 户外部分由变压器 户外断路器 户外隔离开关组成 5 SVG安装与调试 5 SVG安装与调试 5 1 安装 5 1 安装 SVG 装置外形图 户内柜体结构尺寸 7330 1200 2674 mm 重量 6530kg 安装位置 控制柜安装在 SVG 装置控制室内 安装说明 要求所有柜体并排安装在水平面上 外壳与变电站内接地网络相 连 接地端电阻小于 4 柜体与墙壁之间需要预留出维护通道 保证前后柜门 能够正常打开关闭 5 2 调试 5 2 调试 首先检查各柜体的配线是否与设计的接线图一致 检查各柜体内所有接插 件 装置是否安装正确 可靠 检查各柜体的接地是否可靠 按照调试大纲逐步完成设备的调试 本装置的现场调试由供货厂家完成 6 SVG使用和维护 6 SVG使用和维护 6 1 控制柜使用说明 6 1 控制柜使用说明 可以对控制柜的触摸屏 控制开关 急停按钮进行操作 6 2 人机界面使用说明 6 2 人机界面使用说明 显示 SVG 系统运行状态 手动设置各种控制参数 控制方式 保护整定值 显示 SVG 故障报警并记录故障信息 6 2 1 主界面 6 2 1 主界面 主界面显示系统电压 电流 无功 功率因数 30 个单元的电压和温度等 信息 左上角 6 个按钮图标 系统管理 单元状态 系统状态 故障信息 事件信息 退出 点击相关按钮就可以进入其他几个子界面 6 2 2 系统管理 6 2 2 系统管理 系统管理子界面的用户管理部分 系统管理子界面的运行环境设置界面 系统管理子界面的 PLC 运行状态界面 实时显示 PLC 装置输出开关状态 系统管理子界面的单元直压棒图界面 实时显示单元直压及均压状态 系统管理子界面的参数查询界面 实时显示系统参数 系统管理子界面的保护设置界面 可设置装置保护整定值及保护功能 系统管理子界面的命令下发界面 手动输入操作命令 包含手动并网操作 自动 运行操作 停机操作等命令 系统管理子界面的控制参数设置界面 手动输入 SVG 装置的控制参数 6 2 3 单元状态 6 2 3 单元状态 单元状态显示分为 2 层子界面 点击第一层单元状态子界面 可以看到 15 个功率单元状态按钮 点击每个功率单元状态按钮 可以察看单元故障状态信息 界面 每个单元故障状态信息界面显示 2 个功率单元具体故障状态 通过 2 层子 界面查询方式 可以查找 30 个功率单元具体的故障 如果此界面的单元状态按 钮上的字体变成粗体 说明本单元有故障 单元故障状态信息界面显示2个功率单元具体故障状态 按照左右两边排列 具体故障信息如下表 IGBT 状态字 单元及光纤故障字 位 定义 1 故障 0 正常 位 定义 1 故障 0 正常 0 温度报警 60 摄氏度 0 A1 单元重故障位 1 温度故障 70 摄氏度 1 A1 单元轻故障位 2 直流欠压 800V 2 A1 主控收到错误数据 3 直流过压 1200V 3 A1 上行光纤 R 故障 4 IGBT1 过流 4 A1 单元收到错误数据 5 IGBT2 过流 5 A1 下行光纤 T 故障 6 IGBT3 过流 6 A1 下行光纤 A 故障 7 IGBT4 过流 7 A1 下行光纤 B 故障 8 IGBT1 开路 8 A2 单元重故障位 9 IGBT2 开路 9 A2 单元轻故障位 10 IGBT3 开路 10 A2 主控收到错误数据 11 IGBT4 开路 11 A2 上行光纤 R 故障 12 IGBT1 短路 12 A2 单元收到错误数据 13 IGBT2 短路 13 A2 下行光纤 T 故障 14 IGBT3 短路 14 A2 下行光纤 A 故障 15 IGBT4 短路 15 A2 下行光纤 B 故障 单元故障分为重故障和轻故障两大类 重故障为 任何一个 IGBT 过流故障 开路故障 短路故障 温度故障 超过 70 摄氏度 直流过压 超过 1200V 下 行光纤 T A B 故障 上行光纤 R 故障 轻故障为 温度报警 大于 60 小于 70 摄氏度 直流欠压 小于 800V 单元收到错误数据 6 2 4 故障信息6 2 4 故障信息 故障信息子界面 显示系统产生故障的时间和是否处理 6 2 5 系统信息6 2 5 系统信息 系统状态信息子界面 显示 SVG 装置输出电流 无功电流等状态 6 2 6 事件信息6 2 6 事件信息 事件信息子界面 显示系统事件发生时间 类型 状态 事件来源 6 3 操作规程 6 3 操作规程 6 3 1 SVG设备的启动 6 3 1 SVG设备的启动 手动状态启动 SVG 装置完好 检查二次回路接线 包括传感器接线 继电器接线 PLC 接线和光纤通信连 接线等 合配电柜开关和进线刀闸 手动进入系统管理子界面的控制操作界面 在系统管理子界面的控制操作界面下发调试命令 进入调试状态 从触摸屏下发清故障命令 PLC 从主控读到清故障命令位反馈后自动下发撤 销清故障命令 合预充电开关 电网对SVG装置充电 经过约120s 每个功率单元充电到650V 超过 150s 功率单元达不到 500V 就退出预充电状态 分预充电开关 从触摸屏下发自检命令 PLC 从主控读到自检完成位反馈后 自动下发撤销自检命令 自动完成 自检成功继续进行下步操作 自检不成 功根据故障查找原因 在收到自检完成位后重新合预充电开关 预充电开关再次合上 功率单元直流电压达到 650V 大约 20s 减少并网冲 击 触摸屏下发开脉冲命令 加直流电压限制条件 对功率单元进行合预 充电开关并网充电 合预充电开关并网充电完成 功率单元可充电到 900V 左右 如果经过 120s 功率单元直流电压不到 900V 则装置退出 在直流电压稳定到 900V 左右 下发撤销开脉冲命令 合主关 分预充电开关 后立即下发开脉冲命令 主开关合上后和下发开脉冲命令之间时间间隔小于 20s 此时装置并网完成 在系统管理子界面的控制操作界面设定控制参数 设置 kr 从 kr 0 开始 每次加 2 逐步调节 kr 参数 一直到 kr 180 设置 kf 直接设定 kf 200 设置 ks 从 ks 0 开始 每次加 2 逐步调节 ks 参数 直到 ks kr 保存以上参数 系统界面切换到运行状态 自动状态 SVG 装置完好 检查二次回路接线 包括传感器接线 继电器接线 PLC 接线和光纤通信连 接线等 合配电柜开关和进线刀闸 手动进入系统管理子界面的控制操作界面 在系统管理子 界面的控制操作界面下发 自动运行 命令 进入自动运行状态 6 3 2 SVG设备的停止 6 3 2 SVG设备的停止 在正常运行中 手动进入系统管理子界面的控制操作界面 操作 停机 命 令 装置设备自动停止 6 4 故障及维护 6 4 故障及维护 6 4 1 故障类型分析 6 4 1 故障类型分析 SVG 装置可能产生的故障 序 号 故障类型 故障原因 保护动作 解决方法 1 某一单元温度报警 60 摄氏度 对应单元温度检测 异常 报警 系统可以继续运行 待停机 检修时根据故障记录查找故 障原因 确认是否散热问题 或者故障检测通道问题 2 某一单元温度报警 70 摄氏度 对应单元温度检测 异常 装置退出 查找故障原因 确认是否散 热问题或者故障检测通道问 题 3 某一单元直流欠压 800V 对应单元直流电压 检测异常 报警 系统可以继续运行 待停机 检修时查找故障原因 确认 是否直流电压问题或者电压 检测通道问题 4 某一单元直流过压 1200V 对应单元直流电压 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否直 流电压问题或者电压检测通 道问题 5 某一单元IGBT过流 对应单元 IGBT 状态 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否 IGBT 故障 6 某一单元IGBT开路 对应单元 IGBT 状态 检测异常 装置停止 自检退出 查找故障原因 确认是否 IGBT 故障 7 某一单元IGBT短路 对应单元 IGBT 状态 检测异常 装置停止 自检退出 查找故障原因 确认是否 IGBT 故障 8 某一单元上行光纤 R 故障 对应单元光纤状态 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否光 纤故障 9 某一单元下行光纤 T 故障 对应单元光纤状态 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否光 纤故障 10 某一单元下行光纤 A 故障 对应单元光纤状态 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否光 纤故障 11 某一单元下行光纤 B 故障 对应单元光纤状态 检测异常 装置退出 查找故障原因 确认是否光 纤故障 12 系统过压故障 母线电压过压检测 装置退出 查找故障原因 确认母线电 压恢复正常 13 系统欠压故障 母线电压欠压检测 装置退出 查找故障原因 确认母线电 压恢复正常 14 输出过流故障 装置输出检测异常 装置退出 查找故障原因 15 输出速断故障 装置输出检测异常 装置退出 查找故障原因 16 三相电压不平衡故 障 系统电压检