静止无功发生器SVG培训资料

1、静止无功发生器 SVG培训教材目录 HYPERLINK l _TOC_250017 第 1 章 SVG基本介绍1 HYPERLINK l _TOC_250016 应用背景1 HYPERLINK l _TOC_250015 功能特点2 HYPERLINK l _TOC_250014 基本原理3 HYPERLINK l _TOC_250013 控制保护功能6 HYPERLINK l _TOC_250012 产品构成11 HYPERLINK l _TOC_250011 第 2 章 SVG调试与检测22 HYPERLINK l _TOC_250010 常用调试软件22 HYPERLINK l _TOC

2、_250009 功率单元检测24 HYPERLINK l _TOC_250008 采样回路25 HYPERLINK l _TOC_250007 风机运行28 HYPERLINK l _TOC_250006 第 3 章 监控后台283.1 PCS-9700 监控后台操作28 HYPERLINK l _TOC_250005 第 4 章 SVG维护与检修31 HYPERLINK l _TOC_250004 SVG维护与检修31 HYPERLINK l _TOC_250003 常见故障原因及处理方法34 HYPERLINK l _TOC_250002 第 5 章 SVG故障分析处理36 HYPERLI

3、NK l _TOC_250001 故障分析处理流程36 HYPERLINK l _TOC_250000 故障分析处理案例37第 1 章 SVG基本介绍应用背景随着社会经济的发展，我国配电网建设与社会经济发展之间的矛盾日益加剧。我国配电网电能质量技术指标与发达国家相比有较大差距，主要存在以下问题：电气化铁路、钢铁冶炼等非线性、 冲击性负荷增长迅速，使配电网发生电压畸变的情况大大增加，配电网电能质量下降，导致网络损 耗增加，还会对大量生产运行的敏感设备造成不利影响；风力发电、光伏发电等分布式新能源发电 站的大规模建设，极易造成其接入点配电网系统的大幅扰动；作为交流大电网末端的配电网系统较 弱，需要

4、大量动态无功以支撑其电压稳定。综合来看，我国电网仍存在以下问题：部分输电网过载而另一部分未被充分利用。最大静态稳定传输功率不足，有待进一步提高。远距离电力传输过程中的过电压未被有效抑制。弱系统需要大量动态无功以维持其电压稳定。大量电力电子设备等非线性负荷向电网注入大量谐波电流，导致电网电压畸变，需要对波谐电流进行抑制。为了应对上述问题，必须增强电网的电压控制能力，加大其动态无功储备，于是动态无功补偿设备便应运而生。电力电子技术的发展及相关负荷设备的大规模应用，使得配电网对无功补偿设备 的性能要求不断提高，如要求更快速的响应时间、更宽的电压补偿范围、实现谐波抑制等。静止无功发生器（SVG ）具有

5、补偿范围宽、响应时间快、补偿功能多样化、占地面积小等技术优势，有着广阔的应用前景，能产生明显的社会和经济效益，是目前无功补偿领域的研究热点。SVG 主要应用在输电系统、配电网和新能源发电等领域。在长距离交流输电时，由于受到佛朗梯效应的影响，线路中间的电压会明显升高。同时，从系统稳定性角度考虑，输送的能量也会受到限制。所以，为了抑制电压升高，并最大限度地提高线路 输送容量，往往要考虑在输电线路的中点或中间数点安装 SVG 。相对较弱的配电网有较多的无功需求。以前安装的调相机既不经济，维护也相当麻烦，而装设SVG 可以满足配电网的无功需求，而且响应更迅速，维护更方便。对于在大电网末端的弱系统，比如

6、偏远的光伏电站或风电场等，由于系统无法提供大量的无功 功率，需要在接入点安装 SVG 。安装 SVG 不仅能够很好地将接入点的电压稳定在要求的范围内， 还可以最大限度地避免电网故障对弱系统造成的不良冲击。同时，SVG 的接入也使弱系统能够更充分地发挥自身的供电效能。SVG 也能广泛应用于炼钢厂、化工厂、矿场、电气化铁路和城市地铁、港口及重型加工企业等工业领域，提高用电质量，降低用电成本。炼钢厂使用交流电弧炉炼钢，会对电网产生较大的冲击。由于电弧炉不断变化的铁磁特性，会将许多谐波电流注入电网。同时，由于炼钢初期工作的不对称性，负序电流较大。电弧炉大量的无 功需求和变化造成了电压的波动和闪变，也使

7、电弧炉自身的炼钢效率大大降低。在目前所有工业负1荷中，电弧炉可能是对电网电能质量影响最大的。在炼钢厂安装SVG ，可以滤除大部分谐波，降低负序电流，并将电压波动限制在规定的范围内，电压闪变也几乎消失。化工厂的电解电源和炼钢厂的轧机，因为容量较大且使用了电力电子整流器，工作时需要大量的无功。虽然在电源方面采用了多重化和裂相技术，其工作时产生的谐波还是不容忽视。同时，在 电解的初期和轧机的咬钢期，都会产生较明显的无功波动，这种无功波动会导致系统电压的波动， 除了对周围用电设备造成影响外，对其自身的工作质量也会造成不良影响。在这类场合安装SVG ， 可以很好地解决上述问题。近年来，电气化铁路所承担的

8、运输任务越来越繁重，由于实际运量远超设计运量，一些既有线路，特别是坡度较大的区段，在运输中经常发生运缓、坡停、跳闸等现象，严重影响铁路的正常运 输。通过研究及大量的测试发现，随着负荷的增加，无功电流会使系统、牵引变压器、接触网的电 压损失增大，导致牵引网末端电压严重降低，不能达到机车正常工作所需的最低电压要求。电力机 车在运行时无功变化迅速，电压波动大，严重影响公用电网的电能质量，并威胁其自身的安全。因 此，投入 SVG 改善牵引网电能质量、提高其供电能力也是势在必行的。另外，在采矿及矿石提升、海港起重机、工业研磨机、大型木材加工厂和具有众多焊接机械等设备的场合，SVG 的应用都能使电能质量大

9、大提高。综上所述，SVG运行方式灵活，覆盖多个应用领域，适用多种控制目标，并能满足电力调度需求。应用SVG可以实现以下功能：动态维持输电线路端电压，有效提高线路传输效率和安全性。当系统故障或负荷突增时，动态提供电压支撑，补偿电网无功功率，稳定系统电压，区改善域电网电能质量。提高电网系统暂态稳定水平，减少低压释放负荷量，防止发生暂态电压崩溃。阻尼弱电网电力系统功率震荡。抑制系统过电压，改善系统电压稳定性。抑制负荷侧电压闪变，提高负荷侧功率因数。功能特点南瑞继保PCS-9583 静止无功发生器采用H 桥级联的链式拓扑结构，是当今SVG技术的主要发展方向，它不但具有前文分析的传统SVG的所有优点，还

10、有其独特的优势：利用多电平模块化技术，有效避免了直接串联对器件电压应力一致性的严格要求，大大约节了成本和工期，且所有链节结构完全相同，便于扩展装置容量及维护。基于分区屏蔽的子模块电气及机械结构设计，可大大提高产品稳定性和可靠性，安装维方护便，降低占地面积，便于大批量标准化生产，有利于提高产品质量。（3）35kV 直挂式产品基于电容可分离的托盘式子模块结构设计，同时采用屏蔽线、等电位连接等处理方式，内部空间相互独立，具有良好的抗干扰效果，大大提高了通用性和可扩展性，降低 了安装工作难度，提高了工程实施的可行性。采用普通变压器或电抗器接入系统，减小了占地面积，降低了装置成本。2输出多电平电压波形，

11、可以取消滤波支路，同时有效减小并网点电压总畸变率，减少网向电注入的谐波电流。基于分相分时多通道高速并行总线技术的SVG 高集成阀基控制保护装置，可实现各子模块控制一体化，高精度、多通道、实时性高，支持冗余热插拔维护，最大满足224 个子模块的控制需求，可以灵活适用于不同电压、容量等级的SVG 。基本原理PCS-9583 静止无功发生器基于电压源型变流器，采用目前最为先进的无功补偿技术，将 IGBT 构成的桥式电路经过变压器或电抗器接到电网上。通过适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位 和幅值，或直接控制其交流侧电流，就可以使该电路输出满足要求的无功电流，实现动态调整控制 侧电压或无功的目的。S

12、VG的基本拓扑结构如下图所示：PCS-9583 静止无功发生器的详细运行模式及其补偿特性如下表所示：如果需要 SVG在补偿无功的基础上对负载谐波进行抑制，只要令SVG输出与谐波电流相反的电流即可。因此，SVG 能够同时实现补偿无功功率和抑制谐波电流的双重目标。3SVG采用的调制模式，主要有NLM （Nearest Level Modulati最on近-电平逼近调制）和 PWM （如 CPS-SPWM，即Carrier Phase Shifted SPW载M-波移相正弦脉宽调制）两种。NLM调制SVG的每个全桥功率单元可以输出 0、1、-1三种电平，分别对应正向旁路/反向旁路、正向导通、反向导通

13、 3 种导通方式。NLM调制的基本原理为：根据当前参考电压us 的值，计算出需要投入的正电平（或负电平） 功率单元的个数，计算公式为：k=roundabsu(s/Udc)，式中：us 为参考电压（可以理解为SVG阀端电压的目标值），U dc 为各功率单元的平均电压，round(x为) k 满足 0kN （N 为每相链接的功率单元总数）。取最接近x 的整数，abs(x为)取绝对值。投入的全桥功率单元的导通方式，根据 us 的正负极性确定：us0 时，k 为投入的正向导通的功率单元个数；us0 时，k 为投入的反向导通的功率单元个数。由于正向导通和反向导通时，流入全桥功率单元的电流方向不同，直流侧

14、电容充、放电形式也不同。在不同的导通方式下，根据电抗器（或降压变）电流的方向，选择相应的k 个功率单元导通， 以实现各功率单元电容电压的平衡。定义电流从电网流向SVG 为正，NLM 调制的算法逻辑如下：采用 NLM调制策略有利于各功率单元电容电压的均衡，SVG可在低无功工况下稳定运行。4PWM调制CPS-SPWM调制的基本原理为：每相功率单元链节数为N 的 SVG ，各功率单元采用共同的调制波信号 us，其频率为s，各功率单元的三角载波频率为 K cs。将各三角载波的相位依次错开三角载波周期的 1/(2N)，将各功率单元的输出叠加，就能得到电平数为(2N+1)的总的输出电压，链节数N 越大，输

15、出电压越接近正弦波。用链节数为 2 的功率单元链接举例分析：初始相位为 0的载波 uc 与调制波 us 进行比较，us 与 uc 的交点形成互补脉冲序列T 1、T 2，作为S1、S2 的控制信号；初始相位为0的uc 与us 进行比较，us与uc 的交点形成另一对互补脉冲序列T 3、T4，作为S3、S4 的控制信号；初始相位为90 的载波uc与调制波us进行比较，us与uc的交点形成互补脉冲序列T 1、T 2，作为S1、S2 的控制信号；初始相位为90的uc与us 进行比较，us与 uc的交点形成互补脉冲序列T3、T 4， 作为 S3、S4的控制信号。将2 个功率单元的输出uab 和uab叠加，

16、就能得到电平数为5 的总的输出电压。链节数N 越大，输出电压越接近正弦波。5综上所述，SVG的基本结构和原理可用下图概括：控制保护功能基本控制模式PCS-9583 静止无功发生器有三种基本的控制模式，包括恒无功模式、恒功率因数模式和恒电压模式，此外，PCS-9583 静止无功发生器还可运行于无功电压综合模式、预补偿模式、AVC模式等。方式名称说明设定补偿点（可通过定值选择补偿高压侧或系统侧）的无功遥调值或控制定1恒无功模式值，装置根据补偿点的当前无功值以及无功目标值，自动调整 SVG的无功输出，以调节补偿点的无功功率。恒功率因数2模式设定补偿点的功率因数遥调值或控制定值，装置根据补偿点的当前有

17、功负以荷及功率因数值，自动调整SVG的无功输出，以调节补偿点的功率因数（可 通过定值选择补偿后呈容性或感性）。设定补偿点的电压遥调值或控制定值，装置根据补偿点的当前电压值以及压电目标值，自动调整SVG的无功输出。当补偿点电压低于电压目标时，SVG 输3恒电压模式出容性模式的无功以提升电压；当补偿点电压高于电压目标时， SVG输出感性模式的无功以降低电压。为提高装置的电压控制范围，在该模式下设 定了一定的电压调差率，调差率可根据系统短路容量的大小进行整定。在恒无功模式或恒功率因数模式下，当电网电压越限时进入恒电压模式，电当无功电压综4率因数模式。SVG对本侧厂站进线端执行恒无功或恒功率因数控制时

18、，叠加一定的无功5预补偿模式偏移量（即“预补偿无功控制目标”或“预补偿无功定值”），使对侧厂站6AVC模式出线端无功或功率因数达标。SVG接收AVC 系统的无功或电压指令，并根据指令调节SVG 的无功输出。合模式网电压越限恢复时（0.5%滞环，延时5 分钟）重新进入恒无功模式或恒功6附加控制功能PCS-9583 静止无功发生器除了以上控制模式外，在不同的应用场合，还设置了多种其他附加控制功能，这些附加的控制功能可供用户选择投退。1、手动无功输出功能装置提供了手动无功输出功能。在该模式下，SVG根据手动无功输出定值或遥调值输出相应大小的无功。在调试阶段，该模式用于手动输出恒定的无功，校SV验G设

19、备或变电站内其他相关设备。2、电流谐波抑制功能装置提供了 13 次以下的指定次谐波抑制功能。当补偿点的电流中存在特定次谐波时，可投入相应次的电流谐波抑制功能，SVG装置可根据补偿点的谐波电流，输出相应次反方向的谐波电流，以 平衡该谐波电流对电网的影响，实现谐波抑制的目的。电流谐波控制功能可在前述基本模式下投入，当补偿点谐波电流过大时，为保证SVG大容量输出时功率器件不过载运行，需要将SVG降容使用。3、暂态电压补偿功能装置提供了暂态情况下的电压补偿功能。当电网发生大扰动时，系统电压发生较大程度或较快 速度的波动，需要采取该功能进行快速的补偿，SVG 在规定的响应时间内迅速输出额定或过载无功电流

20、来平衡电网的暂态波动。该模式的启动判据为电网电压的幅值超过设定值或变化速率超过设定值，在SVG 工作于前述基本模式时，当满足暂态电压启动判据后自动切换为暂态补偿模式工作。当电网电压恢复后，重新进入之前的工作模式下运行。4、阻尼系统振荡功能在应用于电网的大容量 SVG装置中，在电压控制模式下可附加阻尼系统振荡功能。在电网发生低频振荡情况下，SVG 装置向电力系统提供正阻尼，提高电力系统静态稳定性。阻尼系统振荡功能通过附加在电压控制环的阻尼控制器实现。附加的阻尼控制器通过一个隔直环节，两个超前滞后环节，经过电压调节器的前段合并部分，影响调节器误差电压，从而调整SVG 的母线电压，实现阻尼系统振荡的

21、目的。5、无功储备功能在应用于电网的大容量SVG 装置中可设定无功储备功能。为使SVG 能最大程度发挥动态控制能力，可在稳态情况下保留足够的动态可控无功储备，通过无功储备控制可S使VG 的稳态无功维持在一个较小的恒定值，储备动态无功功率，以备下一次扰动的到来。无功储能功能通过调整SVG的工作点以维持预定无功储备的自动控制策略（即无功储备控制或工作点控制）来实现，其目标是将SVG的稳态无功输出调整到给定参考值，允许SVG快速改变其输出以应付可能的暂态扰动，提高系统动态性能。保护配置PCS-9583 静止无功发生器系统设置了三层保护，主要针对阀组和系统故障提供有效的保护，三层保护分别为器件级保护、

22、阀组级保护和系统级保护。7器件级保护通过检测功率单元内部器件级的故障，对功率单元器件进行保护，例如驱动板对IGBT 的有源钳位保护和退饱和保护。系统级保护主要针对SVG系统进行保护，此类故障一般为较严重的故障，当发生系统级故障时， SVG 系统保护延时跳闸。1、IGBT 过压和过流保护IGBT 过压和过流保护通过驱动板自带的硬件保护电路实现。驱动板通过退饱和电路实现 IGBT 短路保护。2、阀组直流侧过压、欠压保护阀组内部的控制板卡具备直流电容电压采样电路并将采样值上送，当控制板卡检测到直流侧电 容电压超过或低于预先设定的定值时，将过压或欠压保护信息上送至阀控装置 PCS-9589 ， 由PC

23、S-9589 向主控装置 PCS-9583 发送保护信息，对预充电和运行过程中的故障导致的功率单元过压及欠压提供保护。3、阀组过温保护阀组内部的控制板卡具备PT100 温度保护电路，当控制板卡检测到阀组温度超过预先设定的定值时，将过温保护信息上送至阀控装置PCS-9589，由PCS-9589 向主控装置PCS-9583 发送保护信息。阀组过温保护可以有效防止运行过程中阀组过热导致的元器件损坏。4、阀组驱动异常保护阀组内部的控制板卡具备驱动逻辑产生和校验电路，当控制板卡检测到驱动信号或驱动板卡发生异常时，将驱动异常信息上送至阀控装置PCS-9589，由 PCS-9589 向主控装置PCS-958

24、3 发送保护信息。阀组驱动异常保护可以有效防止运行过程中阀组驱动异常导致的元器件损坏。5、阀组电源故障保护阀组内部的控制板卡具备电源监视电路，当控制板卡检测到电源发生故障时，将电源故障信息 上送至阀控装置PCS-9589，由 PCS-9589 向主控装置PCS-9583 发送保护信息。阀组电源故障保护可以有效防止运行过程中阀组电源故障导致的元器件损坏。6、系统过压/欠压保护当系统电压过高或发生严重故障时，为防止电压过高造成阀组元器件过压损坏，需要对SVG进行保护处理，该保护需要直接出口跳开关，将SVG从电网中切除，其保护逻辑如下图所示：8主控装置 PCS-9583 开放系统过压保护软压板投退、

25、系统过压保护定值和系统过压保护延时定值。当系统发生过压故障时，SVG 系统保护逻辑动作，同时装置和监控后台显示相应的动作信息。当系统出现轻微低电压时，SVG 系统能够快速输出容性无功以提高系统电压。当系统出现严重故障，电网电压过低时，SVG 功率单元的电容电压将不能维持稳定，需要对SVG 进行保护跳闸， 将SVG 从电网中切除，其保护逻辑如下图所示：主控装置 PCS-9583 开放系统欠压保护软压板投退、系统欠压保护定值和系统欠压保护延时定值。当系统发生欠压故障时，SVG 系统保护逻辑动作，同时装置和监控后台显示相应的动作信息。7、系统过频/欠频保护GB/T 15945-2008 电能质量 电

26、力系统频率偏差标准中规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为0.2Hz；当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到0.5Hz。因 SVG 系统的输出电流与系统频率一致，当系统频率在一定范围内偏高或偏低时，对SVG 系统的安全运行没有影响。所以针对此情况，主控装置PCS-9583 开放软压板投退，用于选择SVG 系统是否跳闸，系统过频/欠频保护逻辑如下图所示：主控装置 PCS-9583 开放系统过频/欠频保护软压板投退、系统过频 /欠频保护定值和系统过频/ 欠频保护延时定值。当系统发生过频/欠频故障时，SVG 系统保护逻辑动作，同时装置和监控后台显示相应的动作信息。8、系统过流保护为防止SVG 阀侧

27、电流过大造成功率单元器件损坏等故障，需要对SVG系统设置过流保护。SVG 系统有两段过流保护，其保护逻辑如下图所示：9主控装置 PCS-9583 开放过流、段保护软压板投退，过流、段保护定值，过流、段保护延时定值。当系统发生过流故障时，SVG系统保护逻辑动作，同时装置和监控后台显示相应的动作信息。9、系统负序电压保护当系统发生瞬时故障或轻微不对称故障时，可使用不平衡算法使阀组三相功率单元的电容电压 维持均衡，保持SVG正常运行。当系统发生严重不对称故障时，较大的负序电压可能会导致相间电容电压不平衡，并影响SVG安全运行，需要对SVG进行保护跳闸，其保护逻辑如下图所示：主控装置 PCS-9583

28、 开放系统负序电压保护软压板投退、系统负序电压保护定值和系统负序电压保护延时定值。当系统发生负序过压故障时，SVG系统保护逻辑动作，同时装置和监控后台显示相应的动作信息。10 、其他保护与告警SVG系统设置了其他多种保护，包括过负荷保护、零序电流保护、负序电流保护，以保证SVG 系统不在长期过载、零序过流、负序过流状态下运行。主控装置PCS-9583 开放了相应的保护软压板投退、保护定值和保护延时定值，并设置了零序过压和过负荷告警。为保证冷却系统异常时不对设 备造成严重影响，SVG系统设置了冷却系统失电、冷却系统故障等保护，并开放了相应的保护延时定值。为保证SVG系统在通信中断、硬件异常情况下

29、能够及时切除故障，不引起故障扩大化造成一次设备损坏，SVG 系统设置了通信故障保护和多种硬件异常保护。10脉冲闭锁功能为增强SVG在电网发生故障时的自适应能力，SVG 系统配置了脉冲闭锁功能，即在电网发生瞬时故障或轻微故障时，可在一定条件下闭锁SVG的阀组脉冲，使SVG进入零无功输出状态运行， 而 SVG支路的机械开关不跳闸。待电网故障恢复时，SVG系统迅速解除脉冲闭锁，转入正常输出 无功状态运行，及时对故障后的电网进行无功支撑。脉冲闭锁功能一般用于电网发生瞬时的不平衡、谐波、低电压故障时，可以抵御电网发生的以上瞬时故障对 SVG 运行的影响，并对故障恢复后的电网进行及时的无功补偿。SVG 系

30、统还设置了三相电容电压不平衡闭锁功能。工作状态SVG系统有四种工作状态：预充电状态、运行状态、故障跳闸状态和正常停机状态。各工作状态的具体说明如下：1、预充电状态SVG系统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，当接收到用户的启机命令，则闭合主断路器 1QF 。主断路器 1QF 闭合后，开始对SVG系统进行预充电，当功率单元的直流电压充电至超过直流设定值，则闭合旁路开关 1KM ，对启动电阻进行旁路，之后 SVG 即可进入解锁并网状态。2、运行状态SVG系统处于并网运行的工作状态，可以在各种控制模式下输出电流，达到补偿无功、稳定电 压及抑制谐波等效果，并且可以根据用户的需

31、求在恒无功、恒电压、恒功率因数等模式之间进行切 换。在SVG系统运行中，若三相任一链节发生故障，系统自动对该链节进行旁路，不影响系统正常运行。当发生系统严重故障或某相冗余链节不足时，SVG 将发出跳闸命令，并转到故障跳闸状态。3、故障跳闸状态当出现系统级的严重故障，或装置故障以及严重的通信故障时，为了保证功率单元的安全，需要对 SVG 进行保护跳闸。SVG 控制系统发出跳闸命令后，先分开主断路器1QF ，然后分开旁路开关 1KM ，并将功率单元直流电容电压放至零。4、正常停机状态当不需要SVG系统投入运行时，可以通过监控后台遥控或在SVG控制柜按停机按钮使SVG系统停机，停机时系统依次分开主断

32、路器1QF 及旁路开关 1KM ，并将功率单元直流电容电压放至零， 进入停机状态。注意：严禁在1QF 主断路器合闸状态下将 1KM旁路开关分闸，否则可能造成严重设备故障或人身伤亡。产品构成SVG 成套系统包含了以下主要设备：连接电抗器或连接变压器、隔离刀闸、启动装置、功率单元、冷却系统、控制保护系统、监控系统、FC 支路（选配）。降压式SVG 以及 6kV 、10kV 直挂式SVG 的启动装置为屏柜结构，35kV 直挂式SVG 的启动装置为外置分布式。SVG 的冷却系统分为强制风冷系统和水冷系统，冷却系统的选择根据SVG 容量11和用户需求而定。12连接电抗器直挂式SVG ，通过连接电抗器可直

33、接接入6kV 、10kV 或 35kV 系统侧，实现能量缓冲，降低输出电流纹波。连接电抗器的外观如图所示：13安装连接电抗器时，先将电抗器的绝缘子、升高座和铁地脚组装好，然后用吊绳穿过电抗器顶 部的吊点，检查可靠后将电抗器垂直起吊。将电抗器与绝缘子支座用螺栓进行连接（中间要加减震 垫），然后将电抗器与绝缘子支座整体吊放到安装基础上。电抗器的摆放方位要严格参照图纸，电 抗器的支架、基础内钢筋、接地导体、围栏基础槽钢不得构成闭合回路，以免形成环流、增加损耗。连接变压器降压式SVG ，通过连接变压器接入35kV 、110kV 或更高的电压等级，不仅可以降低SVG 的额定工作电压还可以利用变压器的漏感

34、充当连接电抗器的作用，实现能量缓冲。SVG 工程现场常用的连接变压器是油浸式变压器，如下图所示：在现场安装油浸式变压器时，需提醒总包及业主提前将变压器的气体继电器、温控器及油样送检，油浸式变压器按照本体、油枕、散热器、附件的顺序进行吊装。变压器的气体继电器、温控器 及油样送检合格后，即可通知变压器厂方售后服务人员到现场注油并检查。变压器注油时、安装变 压器散热器、套管和其他附件时，一定要在晴朗干燥的环境条件下进行，防止变压器内部受潮。变 压器内部一旦受潮，需要返厂吊芯烘干处理。在安装变压器高、低压侧一次电/铝缆绞线等时，要确保一次电/铝缆绞线等长度合适，变压器高、低 压侧套管的接线端应避免受力

35、。为了监测变压器是否在正常工况下运行，变压器本体针对压力、温度、气体等设置了多种检测和保护措施，包括压力释放阀、测温元件、气体继电器、呼吸器等。压力释放阀一般装于变压器顶部。当变压器内部发生故障时，高温或电弧会引起变压器油的分解而产生大量的气体，使油箱内的压力急剧升高。当油箱内的压力增加到一定数值时，压力释放阀 动作，释放油箱内的压力，同时发出报警信号或起动保护跳闸元件，跳开变压器开关。压力释放阀 动作时，标志杆会升起，并突出护盖，表明压力释放阀已经动作。14气体继电器（也称瓦斯继电器）一般安装在变压器油箱和油枕之间的油管中。当变压器发生内 部故障，变压器油分解产生气体或造成油流涌动时，气体继

36、电器动作，并发出告警信号（轻瓦斯警告） 或起动保护跳闸元件（重瓦斯跳闸），跳开变压器开关。当变压器出现轻瓦斯报警时，可通过气体 继电器的气嘴将气体放出，气体继电器及放气装置如下图所示：测温元件安装在变压器内部，采集变压器油温，也可以向变压器保护装置发出油温高报警信或号， 起动保护跳闸元件，跳开变压器开关。大容量的主变需要采集绕组温度和油温，一般情况下，变压器 绕组温度比油温略高一些。呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂组成。变压器油枕内有个胶囊，胶囊内腔通过呼吸管和呼吸器与大气相通，当变压器油随温度变化产生体积膨胀或收缩时，胶囊随之伸缩，以改变油 枕内腔容积，实现全密封条件下的体积补偿。呼吸

37、器内的干燥剂可吸收空气中的水分，并对空气起 过滤作用，当呼吸器内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。15隔离刀闸隔离刀闸（简称隔刀），无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分闸，使停运或检修的设备与电源有明显的断开点，以保证运维人员的安全。在已带电的间隔里，隔离刀闸如果要分闸，必 须在间隔内的断路器分闸之后再进行操作；在已带电的间隔里，隔离刀闸如果要合闸，也必须在间 隔内的断路器处于分闸位置时进行操作。隔离刀闸主要分为6 部分：三相隔刀（主极、中极、边极）、三相地刀、水平连杆、垂直连杆、操作机构箱、附件（夹具、螺钉、垫片等）。现场安装隔离刀闸时，三相隔刀朝向要正确。安装完成 后，三相隔刀操作

38、应顺滑，且能同期分合到位，隔刀接线端应避免受力。启动装置SVG 系统在启动时，需要先对功率单元的直流电容进行充电。为了减小充电电流，降低对系统的冲击，PCS-9583 静止无功发生器采用了启动装置。启动装置的原理如下图所示，启动装置主要由启动电阻R 和旁路开关 1KM 组成。SVG 系统在启动时，先通过启动电阻R 对功率单元的直流电容进行充电，待电容电压达到预定值后，闭合旁路开关1KM ，之后SVG 即可进入解锁并网状态。降压式SVG 以及 6kV 、10kV 直挂式SVG 的启动装置一般装在启动柜中，现场安装时将启动柜就位即可，无需单独安装。启动柜结构如下图所示：1635kV 直挂式 SVG

39、的启动装置可装于户外或室内，启动电阻及旁路开关需单独安装，如下图所示：功率单元功率单元，也称作子模块，是SVG系统的基本组成单元，由大功率电力电子器件IGBT 及其驱动电路、直流电容、控制板卡及相关附属器件等组成。17整套SVG 系统主电路采用链式串联结构，每相由若干个功率单元组成，并采用冗余设计，根据功率单元的个数满足冗余运行要求。SVG星型连接和角型连接结构如下图所示：功率单元采用紧凑型的结构设计，可实现大容量功率输出，具有较强的通用性及完善的保护功能，可大大提高其组成的串联 H 桥 SVG系统的稳定性和可靠性。功率单元整体结构采用防爆设计，同时内部一次回路和二次回路分开，一方面有利于电磁

40、屏蔽减， 少干扰，另一方面可以在发生功率器件失效时隔离失效器件，保证其他器件和二次回路不受影响。18冷却系统PCS-9583 静止无功发生器的冷却系统分为强制风冷系统和水冷系统。强制风冷系统依靠大功率离心式风机运行产生的压力差实现空气流动，将SVG 功率单元产生的热量排出室外，保证元器件工作温度在其安全范围内。强制风冷系统采用专业可靠的风道设计及优 质工业风机，使用可拆卸滤网及孔径合适的滤棉，另外，功率单元结构件进行表面处理，电子电路 板卡进行三防处理，在考虑通风量的同时利于防尘和防潮。水冷系统在运行中利用各类传感器实时采集流量、压力、温度、电导率等冷却液参数，并在控制保护装置液晶及监控系统上

41、动态显示，对冷却液循环及冷却液温度进行智能控制，为SVG 的安全运行提供可靠保证。19FC 支路FC 支路主要由滤波电容器组、滤波电抗器、放电线圈，以及开关、隔刀、地刀等组成，用于输出固定容量的无功功率。滤波电容器组和滤波电抗器组成串联调谐支路，可以滤除系统中的谐波电流， 改善电压波形畸变。部分SVG工程会选配FC 支路。20因FC 支路一次接线较多，在安装过程中，要仔细查看设计图纸，按图纸正确接线。FC 支路安装结束后，要注意检查设备表面无划痕、损伤；接线柱、套管无损伤渗油，安装螺栓都已紧固；放电线圈油位一致，二次接线端子完好。控制保护系统PCS-9583 静止无功发生器控制保护系统由PCS

42、-9583 主控单元（PCP ）、PCS-9589 阀基控制单元（VBC ）、子模块控制单元（SMC ）、操作箱/连接变保护装置、网络交换机和其他保护装置组成，其主要架构如图所示：PCS-9583 主控单元（PCP ）的功能包括：采样数据接收和计算处理、无功和有功控制、基本控制及相关逻辑计算、开入开出处理、装置管理、同步锁相、与监控系统通信、接收VBC 上送的子模块汇总信息并发送控制命令至VBC 。PCS-9589 阀基控制单元（VBC ）汇总各功率单元的状态信息和直流电容电压，并通过光纤上送至 PCP ；PCS-9589 阀基控制单元（VBC ）通过光纤接收PCP 下发的控制命令和参考电压，

43、计算控制信号并下发给各功率单元，完成各功率单元无功和有功的分配，实现功率单元电容电压平衡。20子模块控制单元（SMC ）采集功率单元的状态信息和直流电容电压，并通过光纤上送至VBC ， 同时接受VBC 下发的相关控制命令和脉冲触发信号。PCP 、VBC 、操作箱/连接变保护装置、网络交换机和其他保护装置一般组屏安装，而 SMC 安装于功率单元内部。操作箱/连接变保护装置操作回路用来对旁路开关进行操作，网络交换机用于对装 置和监控后台进行组网通信。降压式SVG 系统需要配置连接变保护装置，带FC 支路的 SVG 系统需要配置电容器保护装置。SVG 运行时，受PCP 装置的恒无功模式控制目标/恒电

44、压模式控制目标/恒功率因数模式控制目标/手动无功输出控制目标等控制目标的实时控制。当 SVG 控制柜把手打到远方时，这些控制目标可以通过监控后台进行遥调。当SVG 控制柜把手打到就地时，这些控制目标会切换为PCP 装置的控制定值，PCP 装置的控制定值可以在装置液晶上修改。如果恒电压模式控制目标的遥调值超出了PCP 控制定值里的控制电压参考上下限，PCP 装置会报恒电压遥调越限告警，恒电压模式控制目标会切换为恒电压模式控制定值。如果恒电压模式控制 定值超出了PCP 控制定值里的控制电压参考上下限，同时SVG 控制柜把手打到就地或PCP 装置报恒电压遥调越限告警，PCP 装置会报恒电压指令越限告

45、警。恒电压指令越限告警会造成SVG 启动条件不满足，而恒电压遥调越限告警（未报恒电压指令越限告警）不影响SVG 启动条件。PCP 装置的功能定值里有两个和控制侧选择相关的定值，一个是“目标控制无功（1 控主变高压侧，0 控主变低压侧）”，一个是“目标控制电压（1 控高压侧，0 控系统侧）”。例如，在恒无功模式下，如果“目标控制无功”定值设置为1，即控主变高压侧无功，则PCP 装置会根据实时采集到的高压侧母线电压和主变高压侧测量电流（或高压侧母线进线测量电流），计算主变高压侧（或高压侧母线进线）的无功功率，并调节SVG的无功输出，用于补偿主变高压侧（或高压侧母线进线） 的无功功率，实现恒无功控制

46、。恒电压模式/恒功率因数模式等模式也类似，在不同的控制模式下， 设置好 PCP 装置的控制侧选择定值，并在监控后台/装置上设好相应的恒无功模式控制目标/恒电压模式控制目标/恒功率因数模式控制目标等控制目标，SVG便可以实现控制侧恒无功模式/恒电压模 式/恒功率因数模式等模式的自动控制。21PCP 装置控制定值里的无功控制模式无功死区，是SVG 在以较低的无功出力运行时所能输出的最小无功绝对值。在全站的无功负荷较低时，如果PCP 装置运算出的所需输出无功的绝对值小于无功死区，则SVG 按无功死区值输出无功。第 2 章 SVG调试与检测常用调试软件WaveEvWaveEv是常用的波形分析工具，主要

47、用于查看装置录波，通过录波能直观地看到遥测量及其变化趋势，还可以查看开关量变位信息、谐波数据等。WaveEv 工具界面如下图所示：WaveEv 工具基本的操作如下：用WaveEv 工具打开一个录波文件（录波文件由5 个文件组成，后缀分别是.cfg、.da、t .hdr、.in、f .labe，l 只要.cfg和.dat文件同时存在，就能打开），点击上图所示的 3 个红圈位置，分别可以进行波形缩放、显示内容切换、显示动态波形。开关量变位信息，显示的是SVG的状态量及动作信息。WaveAnalyzerWaveAnalyzer 是VBC 录波解析工具，用于对VBC 装置的Binary格式录波进行解析

48、，可解析出功率单元的具体运行情况及故障信息。对于VBC 装置的原始录波，需要先用WaveEv 软件打开并另存为Binary格式，如下图所示，用WaveEv 打开VBC 装置的原始录波后，点击“文件”“另存为”，再在底部的窗口中点击“选择全部”，选中“Binary”，再点击“保存”即可。22打开WaveAnalyzer 软件后，先根据SMC板卡型号选择配置文件，如“Record_0617&0620.in”i ，然后选择需要解析的Binary格式的录波文件，如“VBC二进制波形.cf”g勾选“转换结束调用WaveEv ”，点击“确定”即可。，最后选择WaveEv工具，VBC装置解析后的录波如下图所

49、示，此录波的开关量变位信息的最后一条，显示A2 子模块IGBT3 短路故障，此故障在0ms 报出，然后马上复归，又在3ms 报出，4ms 复归。VBC装置解析后的录波也会显示各子模块的采样值、三相子模块电压总和、三相子模块最高温度值、三相子模块旁 路个数等信息。23功率单元检测在SVG正常运行时，在SVG监控后台的功率柜监视画面可以查看各功率单元的状态及采样值。如下图所示，SVG 正常运行时，功率单元的故障状态均返回（绿色空心圆表示告警返回，红色实心圆表示告警动作），功率单元的直流电压及模块温度采样数值均衡。24在SVG 停机并转检修的状态下，做好安全措施，可使用万用表对疑似故障的功率单元进行

50、简单检测，具体检测方法如下：采样回路对于采样回路，有两点需要特别注意：PT 二次侧不能短路，CT 二次侧不能开路，CT 二次侧备用绕组应短接并接地，否则可能造成设备损毁及人身伤害。CT 正常工作时，二次电流有去磁通作用，铁芯中磁通较小。若CT 二次侧开路，二次电流为0， 去磁作用消失，一次电流全部成为磁化电流，造成铁芯过度饱和磁化，铁芯会发热乃至烧毁绕组。 同时，铁芯磁通急剧增加，在二次绕组会感生高电压，危及人身及设备安全。PT 内阻抗较小，PT 二次侧若短路，会出现很大的电流，可能烧毁二次绕组、损坏二次设备甚至危及人身安全。PT 的一次侧可装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。电压采样

51、回路25电流采样回路变压器油温采集回路流量水温采集回路PCP 装置的电压采样，通常包括高压侧母线电压、系统侧母线电压、阀侧电压、风机电源电压等，其中风机电源电压采样回路为屏柜内部接线。PCP 装置的电流采样，通常包括主变高压侧测量电流（也可接入站内高压侧母线进线的测量电流）、主变低压侧测量电流、SVG 支路测量电流、SVG 支路保护电流，部分现场还会采集FC 支路测量电流（含FC 支路的SVG ）。PCP 装置采用的电流参考方向是指向SVG ，但对于降压式SVG 的PCS-9622D 连接变差动保护装置来说，为使连接变正常运行时装置差流为0，PCS-9622D 采样中的连接变高、低压侧CT 指

52、向应相反（即全指向连接变或全指向连接变外部）。26附：电流参考方向说明电流的参考方向，就是CT 的指向。电磁式CT 一次侧有两个接线端，分别标注为P1、P2；霍尔CT 有两面，分别标注为P1、P2。CT 在现场装好以后，其指向就是由P1 指向P2，也就是本CT 所在支路的电流参考方向。对于一个支路来说，用本支路的CT 采集的电流和PT 采集的电压，可计算出功率。如果计算出的功率为正值，就表示功率流向与CT 指向一致；如果计算出的功率为负值， 就表示功率流向与CT 指向相反（电磁式CT 二次侧 S1 作为相线、S2 作为 N 线/霍尔 CT 二次侧 M 输出端接PCP 装置NR1415D板卡I+

53、输入端）。一般情况下，电磁式CT 的第 1 个二次绕组 1S1-1S2 为测量CT ，准确度 0.5级表示额定电流时采样误差小于 0.5%；第 2、第3 个二次绕组 2S1-2S2、3S1-3S2 为保护CT ，准确度10P15 表示 15 倍额定电流范围内采样误差小于10% 。SVG 支路测量电流接测量CT 绕组 1S1-1S2，SVG 支路保护电流接保护CT 绕组 2S1-2S2。27风机运行风冷式 SVG 功率柜/集装箱的风机在接入正序电源正常运行时，风机运转声音较小，吸风能力很强。当风机电源相序为负序或缺相时，风机运转声音异常，吸风能力很弱，还会出现过热现象。 如果风机运行时有尖锐的蜂

54、鸣声，可能有漏风。如果风道震动比较明显，可能是风道连接处没固定 好，或里面有异物。风冷式SVG 的功率柜室，应在墙体开适当面积的进风百叶窗，百叶窗应安装滤网，并定期清洗。风冷式SVG 运行时，进风百叶窗应保持开启，风机运行时，功率柜室不应产生负压，以免影响风冷散热。第 3 章 监控后台3.1 PCS-9700监控后台操作双击桌面上的“PCS-9700 厂站监控系统 R1.xx”快捷方式，打开 PCS-9700 监控后台，监控后台界面如下图所示：在监控系统的任务栏中，常用的是“图形浏览”、“告警窗口”和“报表浏览”。点击“图形浏览”可打开运行画面，通过主接线图可查看SVG支路的开关、刀闸位置，电

55、压、 电流、功率等采样值，以及SVG的控制模式和控制目标等。在数据库里关联了“相关遥控”的状态 量（如控制模式软压板）或控制目标（如恒无功模式控制目标、恒电压模式控制目标），还可以点击 状态量或控制目标后，在弹出的窗口中选择“遥控”或“遥调”，进行状态量的遥控或控制目标的遥 调。28点击主接线图上的“SVG启动条件查看”，可打开启动条件分图，此图列出了本站 SVG启动需满足的条件及各项条件是否满足。在所有条件都满足的情况下，主接线图上的“启动条件已满足”信号会由绿色空心圆变成红色实心圆。点击“告警窗口”可打开“实时告警窗口”，所有的告警信息均会显示在“实时告警窗口”中。SVG 的控制模式切换：

56、在后台画面上切换SVG 的控制模式时，要先通过遥调设定合理的目标控制模式下的控制目标值（SVG 控制柜把手打到远方时），或通过PCP 装置液晶设定合理的目标控制模式下的控制定值（SVG 控制柜把手打到就地时），再通过遥控进行SVG 控制模式的切换。291、将SVG切换为“恒无功模式”，SVG按“恒无功模式控制目标”或“恒无功模式控制定值” 将控制侧无功控制在目标附近。2、将SVG切换为“恒功率因数模式”，SVG按“恒功率因数模式控制目标”或“恒功率因数模式控制定值”将控制侧功率因数控制在目标附近。3、将SVG切换为“恒电压模式”，SVG按“恒电压模式控制目标”或“恒电压模式控制定值” 将控制侧

57、母线电压控制在目标附近。4、在“恒无功模式”或“恒功率因数模式”下，将“无功电压综合模式使能”投入， SVG 为“无功电压综合模式”，当电网电压越限时进入“恒电压模式”，当电网电压越限恢复时（0.5%滞 环，延时 5 分钟）重新进入“恒无功模式”或“恒功率因数模式”。5、在“恒无功模式”或“恒功率因数模式”下，将“预补偿模式使能”投入，SVG为“预补 偿模式”，SVG 对本侧厂站进线端执行恒无功或恒功率因数控制时，叠加一定的无功偏移量（即“预补偿无功控制目标”或“预补偿无功定值”），使对侧厂站出线端无功或功率因数达标。6、将“闭锁高级控制策略使能”投入时，SVG 为“手动无功输出模式”，SVG

58、 按“手动无功输出控制目标”或“手动无功输出控制定值”输出恒定的无功，此模式一般在投运试验阶段使用， 正式运行时退出。7、将“AVC 远方控制使能”投入，且AVC 遥调通道、遥调指令等正常时，SVG 为“AVC 模式”，SVG 根据AVC 指令调节SVG 的无功输出。在上述控制模式中，“AVC模式”优先级最高，其次为“手动无功输出模式”，其余控制模式优先级相同，具体控制模式取决于软压板投入情况。在监控画面的SVG主接线图上，从“SVG 当前运行模式”处可以看到SVG 的当前控制模式。SVG 启机前需检查，确保满足以下条件：(1)、功率柜门（或集装箱门）、启动柜门保持关闭； (2)、SVG 支路

59、断路器柜手车处于工作位置，1QF 主断路器及地刀处于分位；(3)、SVG 支路隔刀处于合位，地刀处于分位，1KM 旁路开关处于分位；(4)、设备及装置运行状态正常，控制柜、功率柜（或集装箱）、启动柜内外无异物，功率单元周围无异物，一次及二次电缆接线无松动；(5)、控制 电源空开已合上，控制电源正常；(6)、控制柜内所有电源及采样空开已闭合。30后台启机：后台画面上“启动条件已满足”灯亮后，确认控制模式和相应的控制目标正确，点 击画面上的“启机遥控”按钮，便可以通过PCP 装置的遥控出口合上1QF 主断路器对SVG 功率单元进行预充电，“预充电中”灯亮，约20 秒后，通过PCP 装置的遥控出口合

60、上1KM 旁路开关，再过大约 6 秒，SVG 进入运行状态，画面上的“运行中”灯亮。后台停机：点击画面上的“停机遥控”按钮，SVG 自动停机，先通过 PCP 装置的遥控出口分1QF 主断路器，再分 1KM旁路开关。停机后，后台画面上的“停机中”灯亮。在 SVG监控后台与PCP 装置通信意外中断的情况下（此时无法通过后台遥控启机），如果要将SVG启机，需要打开SVG 控制柜，从控制柜内的PCP 装置液晶上检查SVG 控制定值、控制模式设置是否合理，然后将SVG控制柜把手打到“就地”，最后按下SVG 控制柜上的“开机”按钮， 使SVG启机。在 SVG监控后台与PCP 装置通信意外中断的情况下（此时