1、 编号：_ SVG 静止型无功发生装置 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 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
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 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
3、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 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
4、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 Sy
5、nchronous 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2.1 技术指标 技术
6、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 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
7、.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 3.1 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（Sta tic 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
8、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 LSIUU ,1= 电流为零，SVG不吸收不发出无功 容性运行模式 LSIUU ,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 LSIUU ,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 A. 响应速度快 SVC
9、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. 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. 使
10、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. 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
11、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 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 进线柜 K
12、M2KM1QS1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 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 10000.0uFgc11gc13gc12gc14Ec154000 ohmI IIID DD D10000.0uFga11ga13ga12ga14Ea154000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb11gb13gb12gb14Eb154000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc21gc23gc22
13、gc24Ec254000 ohmI IIID DD D10000.0uFga21ga23ga22ga24Ea254000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb21gb23gb22gb24Eb254000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc31gc33gc32gc34Ec354000 ohmI IIID DD D10000.0uFga31ga33ga32ga34Ea354000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb31gb33gb32gb34Eb354000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc41gc43gc42gc44Ec454000
14、 ohmI IIID DD D10000.0uFga41ga43ga42ga44Ea454000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb41gb43gb42gb44Eb454000 ohmI IIID DD D10000.0uFga51ga53ga52ga54Ea554000 ohmI IIID DD D10000.0uFga61ga63ga62ga64Ea654000 ohmI IIID DD D10000.0uFga71ga73ga72ga74Ea754000 ohmI IIID DD D10000.0uFga81ga83ga82ga84Ea854000 ohmI IIID D
15、D D10000.0uFga91ga93ga92ga94Ea954000 ohmI IIID DD D10000.0uFga101ga103ga102ga104Ea1054000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb51gb53gb52gb54Eb554000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb61gb63gb62gb64Eb654000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb71gb73gb72gb74Eb754000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb81gb83gb82gb84Eb854000 ohmI IIID DD D1000
16、0.0uFgb91gb93gb92gb94Eb954000 ohmI IIID DD D10000.0uFgb101gb103gb102gb104Eb1054000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc51gc53gc52gc54Ec554000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc61gc63gc62gc64Ec654000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc71gc73gc72gc74Ec754000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc81gc83gc82gc84Ec854000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc
17、91gc93gc92gc94Ec954000 ohmI IIID DD D10000.0uFgc101gc103gc102gc104Ec1054000 ohmI IIID DD 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 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 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 5.1 安装 SVG 装置外形图 户内柜体结构尺寸：733012002674 mm 重量：6530kg 安装位置：控制柜安装在SVG装置控制室内。
18、 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 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 6.1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 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
19、 主界面显示系统电压、电流、无功、功率因数、3 0 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 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
20、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 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）
21、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 I
22、GBT1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 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 系统状态信息子界面，显示SVG装置输出
23、电流，无功电流等状态。 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 6.3.1 SVG设备的启动 手动状态启动 z SVG装置完好。 z 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。 z 合配电柜开关和进线刀闸。 z -手动进入系统管理子界面的控制操作界面 z 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。 z 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。 z 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15
24、0s功率单元达不到500V就退出预充电状态） z 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）。 z 在收到自检完成位后重新合预充电开关。 z 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。 z 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。 z 在直流电压稳定到900V左右，下发撤销开脉冲命令，
25、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。 z 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。 z 设置kf，直接设定kf=200； z 设置ks，从ks=0开始，每次加2逐步调节ks参数，直到ks=kr。 z 保存以上参数，系统界面切换到运行状态。 自动状态 z SVG装置完好。 z 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。 z 合配电柜开关和进线刀闸。 z -手动进入系统管理子界面的控制操作界面。在系统
26、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 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 6.4.1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
27、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
28、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
29、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 系统电压检测异常 装置退出 查找故障原因，确认母线电压恢复正常 SVG装置每年进行一次全面的维护。其维护包括：各元件的外观检查，各支路电容、电感值的测试，元件及绝缘子表面的去污等内容。 运行人员清扫二次接线时，使用的清扫工具应干燥，金属部分应包好绝缘，工作人员应穿长袖工作服，戴线手套，工作时将手表摘下，并应小心谨慎清扫，不能用力抽打，以免引起保护误动作。 6.4.2注意事项 注意：SVG运行状况下禁止违反操作规程随意操作开关，以及操作控制柜和保护柜内的工控机；禁止任何对各柜体内部电路板及设备的带电操作；禁
30、止任何非专业人员对各柜体的操作。正常运行状况下，所有柜体背面门关闭，检修需要停机时请专业人员在确保安全的情况下进行操作。 请勿使用强腐蚀性的试剂清洁柜体，以免 对柜体表面造成腐蚀缩短其寿命。请勿使用尖状物敲击柜体，以免对 柜体造成伤害.请勿使用强腐蚀性试剂清洁触摸屏，请勿使用尖状物敲击触摸屏 ，以免影响其使用寿命。 6.5 消防通风保洁 6.5.1 消防 装置必须就近设置消防设施，并应设有消防通道。 厂房内应配置必要的防火设施。防火的监测设施系统应依据下述原则并考虑相应的国家标准规范进行设计： 任何火（烟）监测器的失灵应启动报警，但不得启动火灾报警或火灾监测系统失灵报警； 若有真实火灾发生，SVG需关闭，并断开主供电电源； 根据国家标准规范的相应要求，应提供足够的安全设备（包括警报光示牌、加压送风设施、灭火设备），并提供明显的疏散通道方向标示。 6.5.2 保洁 为了使装置能够正常工作，室 温需要维持在摄氏 0 -+45 。平时室门请关闭，避免灰尘进入缩短设备使用寿命。设备检修时，SVG设备控制室内需要打扫保持室内清洁。 柜体清洁时请勿使用腐蚀性材料擦拭柜体，以免柜体表面受损生锈，定期清扫柜体内灰尘，保持柜体内清洁。
