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SH-SVG产品说明书（彩色封面+产品背景图片）2011年11月第三版湖北三环发展股份有限公司Hubei Sanhuan Development Corporation LimitedSH-SVG产品说明书版 权未经湖北三环发展股份有限公司明确的书面许可，不得为任何目的、以任何形式或手段复制或传播本手册的任何部分。本手册的所有版权属于湖北三环发展股份有限公司，2011年编写。声 明本手册的内容如有更改，恕不另行通知。本手册中出现的界面可能会与您的系统界面略有不同，那是因为您使用的是我们的升级产品，或是您正使用的产品版本还未升级。标 识各种标识符号定义禁止：不准许，不许可。 危险 ：危险是指某一系统、产品、或设备或操作的内部和外部的一种潜在的状态，其发生可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏的状态。 警告：提醒，使警惕，对有错误的对象提出告诫。目 录第一章湖北三环与无功补偿11企业介绍11.1三环简介11.2企业发展历程12三环无功产品简介32.1三环无功产品发展历程32.2三环无功产品优势32.3三环无功产品业务范围33无功补偿33.1无功补偿原理33.2无功补偿技术3第二章SH-SVG无功发生器51SH-SVG产品51.1SH-SVG简介51.2SH-SVG应用的意义62SH-SVG工作原理62.1基本原理62.2功率单元模块示意图72.3波形生成及叠加原理83系统框图104产品特性104.1产品性能104.2产品特点114.3产品技术先进性124.4产品智能化程度125技术指标126应用环境条件137SH-SVG产品型号及配置147.1SH-SVG型号和规格说明147.2标准配置147.3可选配置15第三章结构部分161整体尺寸及重量162进线柜263功率柜274控制柜28第四章电气部分29第五章SH-SVG内部构成301硬件构成301.1主控部分301.2监控部分301.3驱动部分302软件构成303电气主回路303.1拓扑结构303.2SVG电气接线总示意图313.3IGBT阀323.4功率单元323.5全数字智能控制系统324主控部分344.1硬件结构344.2主控部分负责的主要功能364.3主控部分的工作过程36第六章用户接口部分371装置的运行状态372操作面板383触摸屏404远程监控后台说明46第七章产品运行维护471概述472初次投运期间的维护工作473补偿装置的日常运行监护474长期运行期间的维护工作485长期运行过后停机过程中的维护工作486器件更换497操作注意事项498安全注意事项49第八章售后服务521响应522巡检533培训534咨询54VSH-SVG产品说明书第一章 湖北三环与无功补偿1 企业介绍1.1 三环简介湖北三环发展股份有限公司，是一家在电力电子技术平台上专业从事高压变频器、无功补偿装置等高技术产品开发、生产与销售的湖北省高科技企业及“双软企业”，同时也是美国芝加哥气候交易所（CCX）会员。公司拥有14000平米的现代化生产、研发基地，配套先进的环形生产线和专业的老化测试设备，年均600台的设备订制生产和服务能力。国内领先的管理水平和科学的生产规范，切实保障了三环产品的工艺先进、价格合理、质量可靠、服务一流。在过去的十年中，三环为来自国内及国际市场的数百家用户生产并提供了高性能的SH-HVF系列高压变频器和SH-SVC系列无功补偿装置，这些产品正广泛应用于电力、冶金、石化、建材、有色金属、市政等重要行业领域，为用户改善了工况、降低了能耗、优化了工艺。2006年，公司受中国电力联合会的委托，主持制定火电厂风机水泵用高压变频器电力行业标准，并获国家发改委批准实施。 公司始终坚持“科技领先，实业为本”的经营理念，支持和推动中国节能产业的发展。公司将以打造成为世界一流的节能产品生产商和服务商为目标，继续全力整合各方优质资源，始终如一地为客户提供超值的节能高新技术及优质服务。1.2 企业发展历程1999年三环公司代理美国罗宾康高压变频器，通过合同能源管理（EMC）模式对三门峡华阳发电厂成功实施变频改造，为全国首例2003年第一台自主研发的SH-HVF-I型1250kW样机研制成功，在湖北黄石电厂通过现场测试2004年三环公司通过了严格的审查，成为中国节能协会节能服务产业委员会会员2004年三环公司通过IS09001认证， “双软企业”认证2004年三环公司通过了世界银行国内外专家长达6个多月的严格审核，成为世行节能资金支持的第二批国家企业之一，也是唯一的一家高压变频器生产企业2005年三环公司晋升为中国节能协会节能服务产业委员会的常务委员单位2006年三环公司董事长王宏英受邀赴法国巴黎参加联合国环发署与世界银行举办的关于“联合国基金会（UNF）/世界银行(WB)三国节能项目融资会议”2006年三环公司首台出口产品在朝鲜民主共和国金日成纪念堂成功投运。2006年三环公司被中国节能协会节能服务产业委员会评为“2006年度中国节能服务产业十佳企业”2007年普华永道会计服务公司对三环公司进行财务管理与人力资源管理规范培训2008年三环公司获得中国节能服务产业“知名品牌”2008年三环公司公司获得了湖北省授予的“高新技术企业”资质2009年三环公司获得20042009年度中国节能协会节能服务产业委员会优秀会员单位2010年在徐州垞城电力有限公司的风机系统节能改造项目被评为“中国电机系统节能优秀项目”“欧盟SWITCH ASIA项目”2010年三环公司斥资1.2亿元在位于武汉高新四路的船舶工业园新建产品研发生产基地2010年在国家加快推行合同能源管理、促进节能服务产业发展利好政策的推动下，三环公司成为首批被国家发改委与财政部、国家工信部认定的“节能服务公司”2008年公司的新产品高压静止无功补偿装置SH-SVC成功推向市场，已成功应用于城市二级变电站、风电和冶金等工业场合。SH-SVC是湖北三环发展股份有限公司与武汉大学、华中科技大学合作开发的一种能够快速而连续地为电网提供无功功率的电力电子装置。该装置是综合应用了现代电力电子、电能控制、自动化、微电子及网络通讯技术的高科技产品。2011年2 三环无功产品简介2.1 三环无功产品发展历程2.2 三环无功产品优势2.3 三环无功产品业务范围2.3.1 免费方案设计2.3.2 免费技术咨询2.3.3 设备供应3 无功补偿3.1 无功补偿原理3.2 无功补偿技术3.2.1 无功补偿技术分类3.2.2 不同无功补偿技术特性与传统的动态无功补偿装置SVC相比，SVG在响应时间、补偿性能、损耗等方面都有明显的优势，如下图所示：图 1 SVG与SVC的性能比较第二章 SH-SVG无功发生器1 SH-SVG产品1.1 SH-SVG简介与武汉大学的关系SVG（Static Var Generator）是新一代的动态无功补偿产品，它将电压源型逆变器经过电抗器或者变压器并联在电网上，相当于一个可变的无功电流源，通过调节逆变器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的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。SH-SVG(即静止型无功发生器)是以IGBT/IGCT为核心的高压动态无功补偿装置，是柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System，简称FACTS)的主要装置之一，它代表着现阶段电力系统无功补偿技术发展的新方向。动态补偿装置能够快速连续地提供容性和感性无功功率，实现电压和无功功率控制，保障电力系统稳定、高效、优质地运行。与传统的动态无功补偿装置SH-SVC相比，SH-SVG在响应时间、补偿性能、损耗等方面都有明显的优势。采用了新型的链式结构，无多重化连接变压器，减小了占地面积，降低了装置成本，在系统受到扰动时，可以分相进行控制以便更好地提供电压支撑作用；采用冗余功率模块，提高了装置可靠性；采用了恒定开关频率的Boost变换器控制与重复学习控制的结合；恒定开关频率的Boost变换器控制用于实现电流的快速跟踪；其特点是开关频率恒定，有利于逆变器滤波器设计，但该控制策略属有差调节；借用系统周期性特点，采用重复学习控制策略消除静态误差。链式逆变器直流侧电压均衡控制方法；提出基于单元调制波相位和单元直流电容电压下垂特性的均衡控制方法：针对载波移相SPWM控制的链式静止无功发生器，其手段是保证每相各单元电容电压值之和恒定以及各单元电容电压均衡的情况下，根据相各单元电容电压值之和大小与参考值的大小关系，通过调节有功电流，对该相全部单元电容实施充电或放电，以达到调整该相电压大小目的；为了使各个单元电容电压均衡，通过独立地线性调节某个单元调制波与其所在相其他单元调制波的相位差，对该单元电容单独实施充电或放电，以达到均衡各单元电容电压的目的，成熟的全数字主控系统已成功运用于数百套高压变频和无功补偿装置。1.2 SH-SVG应用的意义1） 提高电力系统稳定性、增加系统阻尼、抑制系统振荡，从而大幅度提高电能传输能力；2） 针对波动负载进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动与闪变、负荷不平衡、功率因数及谐波进行补偿，在有效改善电能质量同时，可取得明显的节能降耗效益；3） 降低输电线路及变压器的损耗；4） 增加电网的传输能力，提高设备的利用率；5） 大幅提升风电场的低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。2 SH-SVG工作原理2.1 基本原理SVG（Static Var Generator）是新一代的动态无功补偿产品，它将电压源型逆变器经过电抗器或者变压器并联在电网上，相当于一个可变的无功电流源，如图所示。图 2 SVG原理示意图通过调节逆变器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的幅值和相位，迅速吸收或者发出所需要的无功功率，实现快速动态调节无功的目的，其原理框图如图所示：图 3 SVG运行原理图2.2 功率单元模块示意图单个功率单元模块示意图如下图所示：图 4 功率单元模块示意图2.3 波形生成及叠加原理以下说明每相3单元情况下这些波形是如何产生的。首先，每相建立一个参考信号，这些信号为要近似的理想波形的数字模型。在下图中，RA为A相的参考信号，该参考信号与三个三角载波比较。除了依次有一定的相位差外，三个载波是相同的。只要参考信号大于第一个载波(无相移)，信号L1为高，反之L1为低。L1用来控制A1单元中的晶体管对Q1和Q2（见功率单元模块示意图中左边的晶体管对）。只要参考信号大于第一载波的反相，信号R1为高，反之R1为低。R1用来控制A1单元中的晶体管对Q3和Q4（见功率单元模块示意图中右边的晶体管对）。L1与R1之差给出单元A1的输出波形，如图5 A相波形中的A1。以相同的方式，参考信号与第二个载波(与A1的载波有60度相移)及其反相进行比较产生单元A2中晶体管对的控制信号L2和R2。单元A2的输出波形如A2。最后，参考信号与第三载波(与载波A1有120度相移)及其反相比较产生单元A3中晶体管的控制信号L3和R3。单元A3的输出波形如A3。图 5 A相波形单元A1、A2和A3的输出电压之和产生SVG A相输出相电压，如图5中AN。如前所述有7种不同的电压等级，注意该电压定义为端子A对SVG 内浮空中性线的电压。图 6 B相波形图6示出B相的相同信号，三个载波信号与图5-3相同，但与A相对应的载波信号间有一定角度相移，参考信号RB也与图5-3相同，但相位滞后120度。单元B1、B2和B3的输出电压之和产生SVG的B相相电压，如图7中BN。图6重复相电压AN和BN的波形，AN和BN之差形成SVG的输出线电压，如图中AB。图 7 线电压波形3 系统框图SVG系统框图如下图8所示：图 8 SVG系统框图4 产品特性4.1 产品性能 响应时间5msSH-SVG硬件系统使用美国进口FPGA/DSP大规模逻辑阵列等高性能控制器件，采用谐波提取技术结合瞬时无功算法，可以快速补偿负荷无功的变化，抑制电压波动和电压闪变，避免负荷的瞬时无功冲击，延长用户电气设备使用寿命。 谐波0.5触发精确度：0.1输出无功范围从感性额定无功到容性额定无功范围内连续变化；输出电压总谐波畸变率(并网前)5输出电压总谐波畸变率(并网后)3输出电流总谐波畸变率3输出电压不对称度3调节方式三相平衡、分相调节平均功率因数0.95响应时间控制器响应时间：lms；对负荷的响应时间不超过10ms；效率97噪声水平自冷噪声52dB，水冷78dB总功率损耗小于额定容量的1环境温度0+40辅助电网供电电压380V+15，三相四线制，30A使用期限20年控制系统与功率单元间光纤隔离人机界面采用中文显示操作界面6 应用环境条件装置在以下环境条件下能正常工作：l 工作环境温度：0+45，贮存环境温度-10+55，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正常工作；l 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为80，且表面无凝露；l 大气压力：80kPa110kPa(相对于海拔高度为2000m及以下)；l 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险和超出本说明书规定的振动、冲击和碰撞。7 SH-SVG产品型号及配置7.1 SH-SVG型号和规格说明SVG系列产品的型号及规格如下所示：说明：1） 关于容量的说明：容量(kvar)表示从感性到容量动态调节范围内的额定最大调节容量；2） 产品在不断改型中，以上数据敬仅供参考，本公司保留升级、更改和解释的权力。7.2 标准配置表 2 产品标准配置表组件名称配置数量备注控制柜1面进线柜1套包含启动功能功率柜1套根据具体工程可分为多柜电抗柜1套技术文件见装箱清单用户手册及必要的图纸资料注：控制柜和刀闸柜布置于单面柜体内、外门结构，占地面积小。7.3 可选配置表 3 产品可选配置表组件名称配置数量备注备用功率单元用户自选方便维护升压变压器1台35kV电压等级使用断路器柜1面无断路器柜的用户或新用户选用旁路系统1套进一步提高系统的可靠性并联电容组1套容性无功补偿、滤波，提高SVG利用效率保护柜1面作为连接变压器或固定电容器补偿的保护远程监控系统1套需要远程操作控制时选用其他/用户的其他特殊要求可进行协商第三章 结构部分SVG装置直观效果图如下图所示。图 9 SVG装置直观效果图成套装置由功率柜、控制柜、刀闸柜、电抗器柜组成，装置的组成见下表。表 4 SVG装置的组成内容作用控制柜SVG装置控制、运行状态监测和异常保护等功率柜SVG的功率单元等电抗器柜连接装置输出与电力系统进线柜SVG与母线的连接1 整体尺寸及重量以下列出各种规格SVG的外形尺寸图。1、下图为6kV（0Q3000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：图 10 6kV SVG柜体盘面图图 11 6kV SVG柜体土建平面图表 5 6kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT1SH-SVGII-500/660.536250120029709.06.02SH-SVGII-1000/661.036250120029709.06.03SH-SVGII-1500/661.536250120029709.56.04SH-SVGII-2000/662.03625012002970106.05SH-SVGII-2500/662.53685012002970116.06SH-SVGII-3000/663.03685012002970126.02、下图为10kV（500Q6000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：图 12 10kV SVG柜体盘面图图 13 10kV SVG柜体土建平面图表 6 10kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT1SH-SVGII-500/10100.537450120029709.06.02SH-SVGII-1000/10101.037450120029709.06.03SH-SVGII-3000/10103.03745012002970106.04SH-SVGII-4000/10104.03825012002970126.05SH-SVGII-5000/10105.0382501200297012.56.06SH-SVGII-6000/10106.038250120029701393、下图为10kV（6000Q12000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：图 14 10kV SVG柜体盘面图（双排布置）图 15 10kV SVG柜体盘面图（单排布置）表 7 10kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT1SH-SVGII-8000/101083825012002970236.02SH-SVGII-9000/101093825012002970247.03SH-SVGII-10000/1010103825012002970247.04SH-SVGII-11000/1010113825012002970259.05SH-SVGII-12000/1010123825012002970259.04、10kV（14000Q21000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：表 8 10kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT1SH-SVGII-14000/1010143/特殊型号2SH-SVGII-16000/1010163/特殊型号3SH-SVGII-18000/1010183/特殊型号4SH-SVGII-20000/1010203/特殊型号注：特殊型号可与厂家商议订制。5、35kV（500Q6000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：图 16 35kV SVG柜体盘面图（单排布置）图 17 35kV SVG柜体土建平面图表 9 35kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量油变外形尺寸油变重量油变起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT长L1宽W1高H1TT1SH-SVGII-500/35350.537450120029709.06.02800180026005.05.02SH-SVGII-1000/35351.037450120029709.06.02800180026005.05.03SH-SVGII-3000/35353.03745012002970106.03300240030008.08.04SH-SVGII-4000/35354.03825012002970126.03400250031008.98.95SH-SVGII-5000/35355.0382501200297012.56.035002600310012126SH-SVGII-6000/35356.0382501200297013938003000330014145、35kV（6000Q12000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：图 18 35kV SVG柜体土建平面图（相对布置）图 19 35kV SVG柜体土建平面图（单排布置）表 10 10kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量油变外形尺寸油变重量油变起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT长L1宽W1高H1TT1SH-SVGII-8000/353583825012002970236.040003500340018132SH-SVGII-9000/353593825012002970247.041004300360021173SH-SVGII-10000/3535103825012002970247.041004300360021174SH-SVGII-11000/3535113825012002970259.043004400380026195SH-SVGII-12000/3535123825012002970259.043004400380026194、35kV（14000Q21000kvar）SVG的尺寸图（单位：mm）：表 11 10kV SVG尺寸表序号设备型号电压容量相数柜体外形尺寸柜体重量柜体起吊重量油变外形尺寸油变重量油变起吊重量备注kVMvarPhase长L宽W高HTT长L1宽W1高H1TT1SH-SVGII-14000/3535143/44004300360028282SH-SVGII-16000/3535163/44004300360028283SH-SVGII-18000/3535183/45004400380028284SH-SVGII-20000/3535203/4500440038003232以上任何型号的SH-SVG系列高压无功补偿装置，在运输过程中，电抗器柜、功率单元柜、进线柜可拆开运输、拼装。安装时，风机罩壳必须延伸至室外，形成室内和室外循环通风。2 进线柜进线柜主要包括刀闸柜和连接电抗器柜；刀闸柜包括主开关真空接触器、隔离刀闸。在装置进行检修时，隔离刀闸提供了安全保证。隔离刀闸可将装置与系统断开，提供明显的断开点。连接电抗器柜柜内布置连接电抗器、充电电阻、避雷器、散热风扇和温度控制器等。连接电抗器将装置的输出并联到系统侧。高压大功率充电电阻在SVG启动时使用，用以减小电流冲击。避雷器用来保护设备免受过电压冲击而损坏，对设备起到保护作用。散热风扇以及相配套的温度控制器可以有效地应对高温恶劣环境下电抗器过热问题，进一步提高设备的可靠性。3 功率柜功率柜的主要组件是功率单元。如图所示为5Mvar的SVG装置功率柜外观图。图 20 功率单元正面布置图功率单元的原理和实物照片如图所示。图 21 功率单元电气原理图每一相IGBT阀串由若干个IGBT功率单元串联组成，模块化设计和组装，输出谐波少，开关器件利用率高。每个功率单元由IGBT元件、直流支撑电容、电容缓冲器模块、散热器、功率驱动板、旁路设备等组成。直流电容选用德国ELECTRONICON产品，公司具有五十多年专业生产各类电容器的历史，是世界上最大的电容器制造商之一。电容具有高额定工作电压和高工作电流，并且配有无感电容以减小IGBT关断时产生的过电压，高温时工作性能优良。功率模块的控制器，除了采样回路、保护回路和输出驱动回路外，几乎所有的逻辑和通讯处理均采用大规模可编程逻辑器件完成，智能化的设计使得硬件设计简单，软件设计灵活，便于以后的功能修改和升级，而且可靠性高，受功率器件的干扰小。模块化的结构设计，使得产品紧凑、重量轻，且通用性强，在功率模块发生故障时，用户只需要更换模块，使故障的处理简单化，为恢复生产赢得了宝贵的时间。4 控制柜控制柜由主控制器、西门子PLC、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。控制电源包括UPS电源和主控电源，控制电源可以实现双电源平滑切换，主控电源提供DC24V电源系统，为控制器和继电器操作供电。显示面板包括了液晶屏显示和信号指示灯显示。操作部分包括控制把手和操作按钮两类，具体为手动/自动、远程/就地旋钮，启机按钮、停止按钮和急停按钮。远程控制接口可提供上位机模式和远程IO模式，便于用户选择； 第四章 电气部分第五章 SH-SVG内部构成1 硬件构成1.1 主控部分1.2 监控部分1.3 驱动部分2 软件构成同上3 电气主回路3.1 拓扑结构SH-SVG装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y形连接，10kV装置每相由12个功率单元串联组成，6kV装置每相由8个功率单元串联组成，运行方式为N+1模式。下图为SVG装置的电气连接原理拓扑图。 图 22 SVG连接原理拓扑图3.2 SVG电气接线总示意图SH-SVG采用新型链式电气结构，接线示意图如下图所示：图 23 新型链式SVG电气接线图每个H型逆变桥的直流侧均为储能电容，为SVG提供直流电压支撑；多个H桥串联成逆变器后，将直流电压变换为交流电压，而交流电压的大小和相位可以通过控制逆变器中的可关断器件IGBT/IGCT等的驱动脉冲进行控制。功率单元/功率柜通过连接电抗器连接到电力系统中。3.3 IGBT阀每相IGBT阀由若干个IGBT功率单元串联组成，模块化设计和组装，输出谐波少，开关器件利用率高。每个功率单元由IGBT元件、直流支撑电容、电容缓冲器模块、散热器、功率驱动板、旁路设备等组成。选用进口高质量IGBT模块，设计时留有充足的裕量以提高其可靠性和安全性。3.4 功率单元每个单元都完全一样，可以互换使用，大大提高了系统维护性和批量生产性。一个完整的功率单元主要由电解电容、IGBT、单元驱动板、旁路执行机构等几个部分构成。 其中：（1）电解电容：起存储能量以及滤波平滑波形的作用；（2）IGBT：功率开关器件，通过控制IGBT的开关得到所需的PWM波形；（3）单元驱动板：负责和主控通讯，接受主控发送的IGBT 的开关控制信号并把故障信息报告给主控（如过压、欠压、IGBT损坏、通讯异常等故障）；同时控制/驱动4个IGBT 的开关。（4）功率单元散热可提供强迫风冷、热管自冷和密闭式循环水冷。3.5 全数字智能控制系统SVG二次控制及保护系统由控制柜和保护柜组成。为方便运行人员，配备了远方工作站，所有信息通过光纤方式与就地控制系统联结。控制柜由调节单元、监控单元、触摸屏等设备组成，所有单元均为全数字化智能单元。内部通讯采用了分层分布式结构。调节单元采用高速DSP和大规模FPGA为核心的控制板，实现快速无功功率调节控制算法。监控单元采用高可靠的嵌入式系统，负责对SVG一、二次设备进行全面的监控和保护。控制系统与阀的连结采用光纤方式，可有效隔离高低电位，减小阀对控制系统产生的传导性干扰。图 24 SH-SVG的控制器控制柜由一台主控制器、西门子PLC S7-200 CPU模块、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关及远程监控计算机(可选)等部分组成，如下图：SH-SVG主控制器触摸屏PLC S7-200 CPU226CN远程监控系统XITONG XITONG能够RS485通讯触摸屏RS485通讯触摸屏10M/100M以太网通讯远程监控系统XITONG XITONG能够图 25 控制器构成框图控制电源包括UPS电源和主控电源，控制电源可以实现双电源平滑切换，主控电源提供DC24V电源系统，为控制器和继电器操作供电。显示面板包括了液晶屏显示和信号指示灯显示。操作部分包括控制把手和操作按钮两类，具体为手动/自动、远程/就地旋钮，启机按钮、停止按钮和急停按钮。4 主控部分4.1 硬件结构 主控系统在控制柜内，由一个机架和几块控制板组成主控盒，参见下图。图 26 控制器机箱正面布置图主控部分的硬件由一块底板，1块采样接口板、1块采样板、1块主控板以及3块光纤接口板，共7块PCB板构成，各PCB板的说明如下： （1）主控底板：底板主要给各子板提供连接线，上有16个96针插座，6块子板分别通过插座与底板连接；从左至右分别为：信号接口板、信号采样板、4个备用插座、主控板以及3块光纤接口板。（2）采样接口板：其功能是将三相电压，电流模拟信号，数字输入输出信号隔离转换。（3）采样板：将信号接口板输出信号进行处理，给主控板控制。（4）主控板：该板是主控部分的核心，主控部分的主要功能几乎均由该板控制以及实现。（5）光纤接口板：3块光纤接口板的原理图相同，每块板从上至下分别为A相/B相/C相，板上的主要器件为光电转换模块。另外该板上还有波形采样叠加电路，可以在实验室很方便地用示波器观察各相波形。表 12 各板卡功能表名称 功能数量电源板提供各板卡工作电源1主控板监测、通信、采样计算及核心控制算法1传感器板模拟、开关信号的处理2光纤板脉冲信号、通信信号分配及光纤驱动6主控盒由一个独立的电源供电。控制的核心部分是主控板，主控板控制系统中每一块板的工作。其上有闪存卡，在更换主控板的情况下可以将它从微机板上拆下来。闪存卡上包含所有的参数信息以及变频器的系统程序，所以可以更换主控板而无须对主控板重新编程。4.2 主控部分负责的主要功能（1）与PLC 双向通讯，从PLC接受诸如目标功率因数/目标电压等信息；同时把故障信息/当前功率因数/当前电压等反馈给PLC。（2）根据目标功率因数/目标电压，产生符合功率因数/电压/相位的各单元的开关波形，并通过光纤发送到各单元驱动板。（3）从单元驱动板接收故障信号并做出相应处理。4.3 主控部分的工作过程主控部分的逻辑功能主要由采样接口板、采样板、主控板、光纤接口板、主控底板来配合完成。其工作过程如下:（1）用户通过触摸屏或者远程模拟信号告诉PLC目标功率因数/目标电压等信息；（2）主控板和PLC通过串口通讯，得到当前的功率因数/电压/相位；（3）主控板根据需要的功率因数/电压实时生成所有单元的PWM 波形；（4）主控板同时和所有单元驱动板通讯（通过光纤接口板上的收发光模块），把各单元的开关状态发给各驱动板；同时获得各单元的状态；（5）根据单元的故障情况（如果有），做出相应的处理，并把工作模式和故障情况报告给PLC；第六章 用户接口部分1 装置的运行状态SVG装置带电时，运行在五种工作状态：待机、预充电、运行、跳闸、放电。各状态说明和转换关系如下：1)待机状态装置上电后立即进入待机状态，然后进行自检。若无任何故障且状态正常，则装置进入就绪状态。若在就绪情况下收到预充电命令，则闭合充电电阻开关。充电电阻开关闭合后即转入预充电状态。2）预充电状态表示装置的直流电容正在充电。由于装置为自励启动，充电电阻开关闭合即表示装置已经进入了充电状态。若在充电电阻开关闭合后直流电压充电到超过直流设定值，则自动断开充电电阻，延时后预充电完成。在系统预充电过程中同时完成功率单元等部分的自检工作。预充电完成后系统等待，收到运行命令后转入并网运行状态。3)运行状态表示装置处于并网运行的工作状态。可以在各种控制方式下输出电流，达到补偿无功或谐波抑制的效果。若在此过程中出现告警，告警指示灯亮，不影响装置正常运行：若在此过程中出现过流、同步丢失等故障，装置将闭锁，待手动或自动复位消除故障后，装置将重新解锁运行；若在此过程中出现严重故障或收到停机命令，装置将发跳闸命令，并转到跳闸状态。4)跳闸状态表示装置正在执行跳闸指令。一进入跳闸状态，装置就立刻发跳闸命令,封锁IGBT。检测到主断路器断开后进入放电状态。5)放电状态表示装置正在放电。主断路器断开后，直流电容将缓慢下降直至为0。2 操作面板装置提供了液晶操作面板、操作旋钮/按钮和远程后台几种方式对装置进行操作。柜体液晶操作面板和操作旋钮/按钮布置在控制柜上，远程后台一般安放在离装置有一定距离的远程监控室。控制柜上的操作旋钮/按钮在就地控制时有效，远程后台的控制指令在远方控制状态时有效，控制权切换通过控制柜面板的“本地/远程”旋钮命令选择。控制柜各元件排列如下图所示：图 27 控制屏柜面示意图控制屏上各元件的详细说明如下表：表 13 控制屏元件说明类别名称说明功能指示灯L1电源指示控制电源上电后装置电源指示灯亮L2运行指示指示装置是否处于运行状态，装置并网运行时运行灯亮，装置退出运行时运行灯灭。L3预充电指示指示装置是否处于预充电阶段。装置预充电过程中预充电指示灯亮，预充电完成后或者其他状态预充电指示灯灭。L4主开关指示装置主开关合上后指示灯亮，分开后指示灯灭。L5告警指示指示装置是否有告警。装置有告警时指示灯亮。告警消除后指示灯灭。TOUCH液晶屏用户在本地操作装置时使用液晶触摸屏。用户无须使用键盘，即可直接进行状态监视、参数设置、运行控制、故障查询等操作。切换旋钮SA1手动/自动旋钮手动、自动控制切换。在手动控制状态下可以通过触摸屏进行单步操作，一般在调试时使用。在自动控制状态下可以进行就地或者远方的自动开停机操作。SA2远方/就地旋钮远方、就地控制切换。打到远方位置时，系统控制权交给远方控制台。切就地控制时，可以通过触摸屏或者控制旋钮完成相关操作。控制按钮SB1启动按钮装置启动按钮。装置在就地控制自动运行时按下启动按钮，装置进入启动程序自动启动，进行系统自检，闭合装置与系统连接的断路器，系统进入运行状态。SB2停机按钮装置停机按钮。装置在就地控制自动运行时按下停机按钮，装置进入停机程序自动停机，断开装置与系统连接的断路器。SB3急停按钮装置急停按钮。在任何状态下按下停机按钮，装置将进入急停过程，断开装置与系统连接的断路器。3 触摸屏液晶操作面板是SVG的标准配置，是一块触摸屏。用户无须使用键盘，通过触摸屏面板就能对装置所有的状态进行监视、参数设置和装置启停等操作。触摸屏采用台湾威纶触摸屏。限于篇幅，只展示部分画面，相关画面截图如下：1) 主接线图图 28 主接线图系统主接线图根据具体工程项目设计。主接线图显示系统的接入方式以及SVG的一次接线图。当断路器、隔离开关等一次设备闭合后，对应的组态图变为红色。2) 系统概貌图 29 系统概貌系统概貌画面显示了整个系统的拓扑结构，概况了系统的全貌。图中绿色线条表示一次电力电缆连线，黄色线条表示控制电缆连线，蓝色线条表示通信电缆，各连线亮色表示连接正常，灰色表示有故障。3) 系统投切图 30 系统投切进入系统投切画面。系统投切画面可以进行SVG启动、停止操作。系统投切画面右侧显示保护压板投切状态，保护投入时显示为红色，未投时显示为绿色，保护动作后对应的圆形指示灯亮红色。具体配置根据实际工程修改，进入此界面需要较高权限。4) 参数设置参数设置包括无功控制参数设置、保护整定参数设置、系统配置参数等。画面示例如下：图 31 无功控制参数设置5) 状态一览图 32 状态一览状态一览包含三个画面，分别显示A相、B相、C相的功率单元的详细工作状态。当某功率单元出现不平衡、温度报警、直流欠压、直流过压、IGBT驱动故障、通信故障、旁路、闭锁等状态时，相应位置显示由蓝色勾号变为红色叉号。6) 参数一览参数一览画面集中显示功率、电压、电流和功率因素等各种模拟量数值。图 33 参数一览（1）7) 8、事件告警图 34 事件告警事件告警画面包含事件告警信息及发生时间、确认时间、恢复时间等。最下面一条显示为最新发生的事件告警信息，点击最右边滚动条可以查看以前发生的信息。一条事件告警信息包括序号、发生日期、发生时间、