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1、 PCS-9583 静止无功发生器(SVG) 说明书 PCS-9583静止无功发生器 南京南瑞继保电气有限公司 i 前言 使用产品前，请仔细阅读本章节！ 本章叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充分理解。 忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，本公司不承担相应责任。 在对本装置做任何操作前，相关专业人员必须仔细阅读本说明书，熟悉操作相关内容。 操作指导及警告 本手册中将会用到以下指示标记和标准定义： 危险! 意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡，严重的人身伤害，或 严重的设备损坏。 警告! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死

2、亡，严重的人身伤害， 或严重的设备损坏。 警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身伤害或设备损坏。 本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。 警告！ 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本使用手册和您购买的产品相 兼容。 警告！ 电气设备在运行时，这些装置的某些部件可能带有高压。不正确的操作可能导致严重的人身伤 害或设备损坏。 只有具备资质的合格专业工作人员才允许对装置或在装置临近工作。工作人员需熟知本手册中 所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。 特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的 人身伤亡

3、或设备损坏。 危险！ 在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路可能会 产生极端危险的高压。 警告！ 曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。 PCS-9583静止无功发生器 ii 南京南瑞继保电气有限公司 警示！ 接地 装置的接地端子必须可靠接地。 运行环境 该装置只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。 额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。 印刷电路板 在装

4、置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，否则可能导致装置不正确动作。 外部回路 当把装置输出的接点连接到外部回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以防止所连接的回 路过热。 连接电缆 仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。 版权声明 版本: R1.00 P/N: ZL_DLDZ0203.1206 Copyright 2012NR 南京南瑞继保电气有限公司版权所有 我们对本文档及其中的内容具有全部的知识产权。除非特别授权，禁 止复制或向第三方分发。凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必 依法追究其法律责任。 我们定期仔细检查本文档中的内容，在后续版本中会有必要的修正。 但不可避免会有一些错误之处，

5、欢迎提出改进的意见。 我们保留在不事先通知的情况下进行技术改进的权利。 南京南瑞继保电气有限公司 公司地址：中国南京江宁区苏源大道 69 号 邮编 211102 公司网址: www.nari- 购买产品，请联系： 电话：025-87178911，传真: 025-52100511、025-52100512 电子信箱：marketnari- 技术支持，请联系： 电话：025-52107703、8008289967、4008289967 传真：025-52100770 或登陆网站：www.nari- 资料相关，请联系： 电话：025-87178185、传真：025-8718208 电子信箱：nr_t

6、echsupportnari- PCS-9583静止无功发生器 南京南瑞继保电气有限公司 iii 目录 前言 . i 目录 . iii 第 1章 概述 . 1 1.1 应用范围 . 1 1.2 产品功能 . 2 1.3 性能特征 . 2 1.4 型号与规格 3 1.5 订货需知 . 4 第 2章 技术参数 7 2.1 电气参数 . 7 2.2 环境条件 . 7 2.3 抗干扰性能 7 2.4 绝缘耐压标准 7 2.5 认证 8 2.6 质量保证 . 8 第 3章 工作原理 9 3.1 基本原理 . 9 3.2 系统结构 . 10 3.3 保护功能 . 17 3.4 工作状态 . 21 3.5

7、工作模式 . 21 第 4章 装置的使用 . 24 4.1 机械结构与安装 24 4.2 插件说明 . 27 4.3 开机 36 4.4 人机界面 . 36 4.5 液晶显示说明 37 4.6 命令菜单使用说明 . 39 4.7 定值 43 第 5章 安装说明 52 5.1 检查是否有运输损坏情况 52 5.2 基本安装要求 52 5.3 机械安装 . 52 PCS-9583静止无功发生器 iv 南京南瑞继保电气有限公司 第 6章 SVG系统启动与停机 . 54 6.1 SVG系统启动前准备工作 54 6.2 SVG系统启动 54 6.3 SVG系统停机 54 第 7章 故障、维护与检修 56

8、 7.1 故障信息及处理措施 . 56 7.2 巡检维护 . 57 7.3 设备检修 . 58 第 8章 说明书版本历史 60 第 1章 概述 南京南瑞继保电气有限公司 1 第1章 概述 PCS-9583 静止无功发生器装置是以大功率电力电子器件 IGBT 为核心的 SVG(Static Var Generator)系统，代表着现阶段乃至今后电力系统无功补偿技术的发展方向。SVG能够快速连续地 提供容性和感性无功功率，显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量，提高功率因数，克服 三相不平衡，消除电压闪变和电压波动，抑止谐波污染，保障电力系统的安全性、可靠性、经济性 和输送电能的质量。 1.1

9、 应用范围 1.1.1 电网应用 SVG在电网中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 统稳定性考虑，输送的能量也会受到限制。所以，为了降低电压升高，并最大限度地提高线路输送 能量，往往要考虑在输电线路的中点或中间数点安装 SVG。 相对较弱的配电网会有较多的无功需求，以前安装的调相机既不经济，维护也相当麻烦。而装 设了适当的 SVG之后，完全可以满足要求，而且响应更迅速，维护更方便。 对于在大电网末端的弱系统，比如偏远的光伏发电站或者风力发电站等，由于系统无法提供大 量的无功功率，需要在接入点安装 S

10、VG。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 地发挥出自身的供电效能。 1.1.2 工业应用 SVG能够广泛应用于炼钢厂、化工厂、电气化铁路和城市地铁、矿场、港口和重型加工企业等 工业领域，提高用电质量，降低用电成本。 使用交流电弧炉炼钢，会对电网产生较大的冲击。由于电炉不断变化的铁磁特性，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，负序电流也明显加大。大量的无功需求和变化 造成了电压的波动和闪变，也使电弧炉本身的炼钢效率大大降低。在目前的所有工业负荷中，电弧 炉可能是对电网电能

11、质量影响最大的。但是借助 SVG可以滤除大部分谐波，降低负序电流，电压波 动可以限制在规定的范围之内，电压闪变也几乎消失。 化工厂的电解电源或者钢厂的轧机，因为容量较大且使用了电力电子整流器，其工作时需要大 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能忽视。同时， 在电解的初期和轧机的咬钢期，都会出现较明显的无功波动，这种无功波动会直接导致系统电压的 波动。而这种电压波动，除了对周围用电设备造成影响以外，对其本身的工作质量也会造成不良影 响。安装 SVG 之后，就可以很好地解决上述问题。 近年来，电气化铁路所承担的运输任务越来越繁重，由于实际运量远超过设计运量，一

12、些既有 线路，特别是坡度较大的区段，在运营中经常发生运缓、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，无功电流引起系统、牵引变压器、接触网等 电压的损失增大，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的要求。 电力机车在运行时无功变化迅速，电压波动大，严重影响了公用电网的电能质量，并威胁其自身的 安全。电压波动大会影响线路的通过能力，无功补偿不足会增加附加损耗，功率因数低会导致罚款， 这些因素对铁路系统造成的直接和间接损失是巨大的。因此，投入 SVG装置改善变电所功率因数、 提高其供电能力是势在必行的。 另外，在采矿及矿石提升、海港

13、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 场合，SVG的应用都会使工作效率大大提高。 第 1章 概述 2 南京南瑞继保电气有限公司 1.2 产品功能 南瑞继保 PCS-9583 静止无功发生器具备如下主要功能： 在电力系统扰动情况下，提供有效的电压支撑； 提高输电系统的静态和动态稳定性； 降低暂态过电压； 阻尼系统的低频和次同步振荡； 减小电压和电流的不平衡，抑制不对称负荷； 减小由于电压波动引起的闪变； 增加输电线路的有功功率传输容量； 滤除流入系统的谐波电流； 提高系统进线的功率因数； 高压直流输电系统中应用 SVG，能快速补偿换流站所需要的无功功率，稳定弱系统的波动，保 证

14、可靠换流。 1.3 性能特征 模块化设计 专业设计的模块化功率单元，结构紧凑，可靠性高，便于生产和维护；独创设计的热备用冗余 可以保证运行功率单元故障时冗余单元零冲击转入运行。 高性能高可靠性控制保护装置 采用南瑞继保通用的 UAPC平台构成控制保护装置，高性能高可靠性架构，成熟的硬件、成熟 的软件；核心控制器采用业界最新的浮点控制器，主频高，内存容量大，运算和控制精度高；装置 采用整体面板、全封闭机箱，可有效防止沙尘侵入，保障控制系统运行的安全可靠运行。 领先的直流侧电压平衡技术 采用业内领先的直流侧电压平衡技术，独创性的提出链节间的平衡算法与相间平衡算法，无需 增加任何辅助硬件设备，有效的

15、控制链节间电容电压均压，降低了功率单元的复杂度，降低了整套 系统的功率损耗。 先进的后台系统 南瑞继保 PCS-9700 厂站监控系统是南瑞继保在总结多年厂站自动化研究成果及现场运行经验 的基础上，推出的新一代计算机监控系统。系统采用先进的分布式网络技术、面向对象的数据库技 术、跨平台可视化技术、行业内最新标准等，全面支持 IEC60870-5-103、IEC61850 等国际标准， 能够满足 35kV1000kV 各种电压等级的常规变电站、数字化变电站及电厂电气监控及其他场合。 并且在一些国家级的重点功能中得到应用，如鞍山王铁 220kV 数字化变电站、400kV 青藏直流工 程等。 集成录

16、波功能 系统集成了录波功能，可记录 SVG系统发生故障时的整个动态过程，包含大扰动发生后的有关 系统电参量的变化过程及保护功能模块的动作行为，录波数据记录兼有暂态录波和稳态录波两种方 式，暂态录波可以最高 9.6kHz 的速率记录暂态扰动过程；无需触发条件，稳态录波以 1Hz1.2kHz 的速率连续记录电力系统的状态过程。装置自身具有大容量高速 FLASH 存储卡，保证了动态数据 记录和存储的安全性。并且采用了 IEEE 的 COMTRADE 格式，便于后期获取与分析。 完善的保护功能 第 1章 概述 南京南瑞继保电气有限公司 3 南瑞继保专注于保护领域，形成了由一系列专利技术和专有技术构成的

17、电力系统保护、控制技 术体系。PCS-9583 SVG系统设置了多重保护，包括器件级保护、阀单元级保护和系统级保护，为 功率器件、阀组、线路、FC提供了整套全面保护功能，这种分层的综合保护策略大大提高了装置的 可靠性。 强大的通信功能 具有灵活的通信方式，可以实现与南瑞继保 PCS9700 系列保护监控平台的无缝衔接。支持电 力行业通信标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电站通信标准 IEC61850，通信性能 优异。 1.4 型号与规格 1.4.1 SVG 成套设备型号命名 表 1.4-1 PCS-9583 成套设备型号命名 PCS-9583 - SVG

18、- 10 - 2 / 10 南瑞继保静止无功发生器 （SVG）产品系列 SVG 额定电压，13 位数字表示， 单位kV SVG成套装置输出感性无功额 定容量， 13位数字表示，单 位Mvar SVG成套装置输出容性无功额 定容量，13位数字表示，单 位Mvar。 1.4.2 SVG 本体设备型号命名 表 1.4-2 PCS-9583 启动装置型号命名 PCS-9583 - HSVG - QD - Y 10 - 6 南瑞继保静止无功发生器 （SVG）产品系列 H桥级联型 SVG 启动装置 Y：Y型连接；D：角型连接 额定电压，13 位数字表 示，单位kV SVG本体设备输出额定容 量， 13位数

19、字表示，单 位Mvar； 表 1.4-3 PCS-9583 换流阀组型号命名 PCS-9583 - HSVG - GL - Y 10 - 6 南瑞继保静止无功发生器 （SVG）产品系列 H桥级联型 SVG 换流阀组 Y：Y型连接；D：角型连接第 1章 概述 4 南京南瑞继保电气有限公司 额定电压，13 位数字表 示，单位kV SVG本体设备输出额定容 量， 13位数字表示，单 位Mvar； 表 1.4-4 PCS-9583 控制装置型号命名 PCS-9583 - HSVG - KZ - Y 10 - 6 南瑞继保静止无功发生器 （SVG）产品系列 H桥级联型 SVG 控制装置 Y：Y型连接；D

20、：角型连接 额定电压，13 位数字表 示，单位kV SVG本体设备输出额定容 量， 13位数字表示，单 位Mvar； 表 1.4-5 PCS-9583 FC 支路型号命名（选配） PCS-9583 - FC - 10 - 4 - 5 南瑞继保静止无功发生器（SVG）产品系列 FC支路 额定电压，13 位数字表示，单位kV FC支路输出额定容量， 13位数字表示，单位 Mvar； 谐振点次数 1.5 订货需知 作为标准产品，PCS-9583 静止无功发生器装置提供了标准配置表中列出的各个组件。可选配 置中的组件则由用户根据自己需要选用，不在标准产品的提供范围，需另外采购。 1.5.1 标准配置

21、表 1.5-1 标准配置表 组件名称 配置数量 备注 启动装置 1 换流阀组 1 控制装置 1 连接电抗器/ 连接变压器 1 连接电抗器每相1台/ 连接变压器1台 技术资料 见装箱清单 用户手册及必要的图纸资料 1.5.2 可选配置 表 1.5-2 可选配置表 组件名称 配置数量 备注 第 1章 概述 南京南瑞继保电气有限公司 5 FC 1 作为固定补偿用 保护柜 1 作为连接变压器或固定电容 器补偿的保护 开关柜 1 无开关柜的用户或新用户选 用 备用功率单元 用户自选 方便维护 连接电缆 用户自选 视柜外连接需要时选用 后台系统 1 需要远程操作控制时选用 用户的其他特殊要求可进行协商 第

22、 1章 概述 6 南京南瑞继保电气有限公司 第 2章 技术参数 南京南瑞继保电气有限公司 7 第2章 技术参数 2.1 电气参数 额定工作电压 6kV,10kV,35kV 额定容量 -50Mvar+50Mvar 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 响应时间 10ms 输出电压总谐波畸变率 3% 输出电流总谐波畸变率 3% 输出电压不对称度 3% 效率 99% 2.2 环境条件 温度 -20 +40 保证正常工作，贮存环境温度-20 +40 湿度 最湿月的月平均最大相对湿度小于 95 大气压力 80kPa110kPa（相对于海拔高度为 2km 及以下） 抗地震能力 地面水平

23、加速度：0.3g；垂直加速度：0.2g 使用环境 室内 防护等级 IP40 2.3 抗干扰性能 幅射电磁场干扰试验符合国标：GB/T 14598.9的规定 快速瞬变干扰试验符合国标：GB/T 14598.10的规定 静电放电试验符合国标：GB/T 14598.14 的规定 脉冲群干扰试验符合国标：GB/T 14598.13 的规定； 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.6 的规定 工频磁场抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.8的规定 脉冲磁场抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.9的规定 浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标：GB/T 17626.5 的规定 2.

24、4 绝缘耐压标准 绝缘试验符合国标：GB/T14598.3-93 6.0 的规定 冲击电压试验符合国标：GB/T14598.3-93 8.0的规定 第 2章 技术参数 8 南京南瑞继保电气有限公司 2.5 认证 ISO9001:2000质量管理标准认证 ISO14001:2004环境管理标准认证 OHSAS18001:1999职业健康安全管理标准认证 ISO10012:2003测量管理体系认证 CMMI L4软件能力成熟度模型认证 电磁兼容：欧盟指令2004/108/EC, EN50263:1999 产品安全：欧盟指令2006/95/EC, EN61010-1:2001 2.6 质量保证 本产

25、品自交付验收合格后提供 12 个月的质保期。如果合同另有规定，则以合同为准。在质保期 内产品出现故障，在核对日期之后，本公司将免费维修或更换新产品。维修过程中更换下来的元件 与产品归本公司所有。当出现以下情况时，本公司有权不进行质量保证： 运输过程中损坏 未按照说明书进行安装 未经我公司授权对产品进行非法改装 违背说明书的不正确操作 安装运行环境不符合说明书规定的条件 不可抗的自然灾害及人为损坏 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 9 第3章 工作原理 3.1 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，不再采 用大容量的电容和电感器

26、件，将 IGBT 构成的桥式电路经过变压器或电抗器并联到电网上，通过调 节其交流输出电压的幅值和相位从而吸收和发出满足要求的无功电流，实现无功补偿的目的。下图 为 SVG的基本拓扑结构。 图 3.1-1 SVG 基本拓扑结构 PCS-9583 静止无功发生器的详细运行模式及其补偿特性如表 3.1-1 所示。 表 3.1-1 SVG 的运行模式及补偿特性说明 (a) U I US = (b) U I US 1 U s U L U L I s U 1 U L U L I U S UI 如果UIU S ， 的无功电流超前电网 电压， 功，且其无功可连续 调节。 SVG输出 SVG发出容性无 如果UI

27、U S ， 的无功电流滞后电网 电压， 功，且其无功可连续 调节。 SVG输出 SVG吸收容性无 s U i 1 U i U I U S I L I L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输出相应的谐波电流即 可。因此，SVG能够同时实现补偿无功功率和谐波电流的双重目标。 第 3章 工作原理 10 南京南瑞继保电气有限公司 3.2 系统结构 PCS-9583 SVG 系统主要由四个部分组成：控制柜、功率柜、启动柜和连接电抗器或连接变压 器构成，其挂网结构如图所示。 10kV 测量CT1 保护CT2 PT1 电抗器 1QF PT2 1KM 测量CT3 保护CT4

28、启动柜 功率柜 断路器柜 SVG R图 3.2-1 系统结构示意图 整机照片如下图所示。 图 3.2-2 SVG 整机实物图 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 11 3.2.1 控制柜 控制柜由核心主控装置 PCS-9583、阀组触发控制单元 PCS-9589、空气开关、继电器、接触 器、硬压板、电源、显示面板、操作按钮与操作把手等部分组成。控制柜外观照片如图 3.2-3 所示。 显示面板包括了信号指示灯和数字显示表。操作按钮包括开机按钮、停机按钮、复位按钮和急停按 钮。 操作把手包括自动和手动模式的切换。 显示面板示意图如图 3.2-4所示， 具体按钮定义见表 3.2-1 所示。

29、 图 3.2-3 控制柜外观图 图 3.2-4 控制柜操作面板 第 3章 工作原理 12 南京南瑞继保电气有限公司 表 3.2-1 控制柜操作面板定义表 名称 定义 功能 开机 开机按钮 开启 SVG 系统。 停机 停机按钮 关闭 SVG 系统。 复位 复位按钮 出现故障情况下按下复位按钮，若满足复位条件，故障将清除。 紧急停机 紧急急停按钮 按下急停按钮，开关分闸，装置停止运行。 模式切换 控制选择 自动模式采用后台操作，手动模式在操作屏操作。 控制柜中核心主控装置PCS-9583采用南瑞继保通用UAPC平台开发设计， 装置图片如图 3.2-5 所示。该平台硬件选用目前业界可靠性、功能和处理

30、能力最有优势的嵌入式 CPU、 DSP 和大容量的 FPGA 进行设计，同时采用符合工业标准的高速以太网和 IEC 标准的数据采集的光纤通道作为数据 传输链路，内部采用高可靠、高实时、高效率的数据交换接口。 1. 可扩充性好。采用当今先进的高性能、高效率的 CPU、 DSP、 FPGA 来实现高性能的数据处理， 运算处理能力更强，为未来应用的发展留有较大余量。 2. 适用范围广。平台充分考虑公司各系列产品线，提供相应的插件供选择。 3. 灵活支持分布计算。插件之间数据 HTM 总线进行通信，HTM 总线高效、安全可靠，对插件应 用透明；应用功能在插件间可无缝移动。 PCS-9583 静止无功发

31、生器（SVG）控制装置 运行 报警 闭锁 通讯异常 定无功 定电压 负荷补偿图 3.2-5 链式 SVG主控装置 PCS-9589 是南瑞继保基于 FPGA 开发的的阀单元触发控制装置。其照片见图 3.2-6 所示。现 场可编程逻辑门阵列 FPGA 及其编程系统是开发大规模数字集成电路的新技术，它将现代 VLSI 逻 辑集成的优点和可编程器件设计灵活、制作及上市快的长处相结合，使设计者在 FPGA 开发系统软 件的支持下，直接根据系统要求定义和修改其逻辑功能，是目前发展速度非常快的一种技术。利用 FPGA 可以方便的构造多路 PWM发生器，解决了多电平变流器需要多路触发的难题。 PCS-958

32、9 阀单元触发控制装置的主要作用是将各功率单元的状态信息和直流电容电压值进行 采集汇总并通过光纤上送至接收 PCS-9583 主控装置，同时通过光纤接收主控装置下发的信号，给 各功率单元下发控制命令。 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 13 图 3.2-6 链式 SVG阀单元触发控制装置 3.2.2 功率柜 功率柜的主要组件是功率单元。以 10kV 星型连接 SVG为例，其功率部分由 6个功率柜组成， 每个功率柜分成三层， 分别为 A、 B、 C三相， 在最后一个功率柜接成星型模式。 10kV 角型连接 SVG 功率柜布置与星型连接类似，图 3.2-7 所示为 10kV/10Mva

33、r 的 SVG 装置功率柜外观图，每相 12 个功率单元，共 6个功率柜。 功率单元采用先进的全控型器件 IGBT。 元件留有足够的电压、 电流裕度， 并且拥有良好的 dv/dt， di/dt 特性。直流电容选用薄膜电力电容，有效提高装置使用寿命。 整套系统主电路采用链式串联结构，每相由若干个换流链功率单元组成，并采用冗余设计，满 足“N-1”的运行要求；模块化的结构设计，使得产品紧凑、重量轻，且通用性强，在功率单元发生故 障时，用户只需要更换功率单元，使故障的处理简单化，为恢复生产赢得了宝贵的时间。 第 3章 工作原理 14 南京南瑞继保电气有限公司 图 3.2-7 10kV 功率柜外观图

34、注意：当 SVG投入运行时，需将功率柜门关闭，否则 SVG将无法正常工作。 3.2.3 启动柜 启动柜由断路器、预充电电阻、电流互感器、电压互感器、避雷器、表头、带电显示器、照明 灯等部分组成。启动柜与功率柜之间通过穿墙套管实现并柜连接。 SVG装置的启动方式设计为自励启动。在主开关合闸后，系统电压通过预充电电阻对功率单元 的直流电容进行充电，当充电结束后，控制系统闭合主开关，将预充电电阻旁路。 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 15 图 3.2-8 启动柜外观图 启动柜的面板示意图如图 3.2-9 所示，主要显示 A、B、C 三相电流的电流表，AB、BC、AC 线电压的电压表，断

35、路器的分合位置信号，电机储能指示信号，柜内的照明开关，远方就地转换操 作的把手，合闸分闸转换的把手和电机储能的通断把手。启动柜柜门通过电磁锁实现防误操作和防 带电操作功能，功率柜柜门与启动柜柜门通过机械程序锁进行联锁，实现防误操作和防带电操作功 能，只有不带电条件下才可以打开启动柜柜门，然后才可以打开功率柜柜门，保证了 SVG系统运行 安全。 第 3章 工作原理 16 南京南瑞继保电气有限公司 图 3.2-9 启动柜面板示意图 注意：当 SVG投入运行时，需将启动柜柜门关闭，否则 SVG将无法正常工作。用户也可 指定将断路器更换为接触器、隔离刀闸和接地刀闸，方便检修维护。 3.2.4 连接电抗

36、器/连接变压器 装置的输出通过连接电抗器接入到系统侧，电抗器实物照片如图 3.2-10 所示。 图 3.2-10 SVG 连接电抗器 装置的输出也可以通过连接变压器升压接入到 35kV系统侧， 变压器实物照片如图 3.2-11所示。 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 17 图 3.2-11 SVG连接变压器 3.3 保护功能 对于 PCS-9583 静止无功发生器系统设置了三层保护，分别为：器件级保护、阀单元级保护和 系统级保护，其保护逻辑如图所示： 图 3.3-1 保护逻辑 器件级保护会检测功率单元器件级的故障，阀单元级保护主要对每个功率单元进行保护，当功 率电容电压异常、单元温

37、度异常或驱动异常时对其进行保护。当发生器件级保护或阀单元级保护时， 系统首先会对故障的功率单元进行旁路，当运行的功率单元不足时，系统进入故障跳闸状态。系统 级的保护主要为针对 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直接跳闸。 第 3章 工作原理 18 南京南瑞继保电气有限公司 下面介绍 SVG系统级的保护功能。 3.3.1 系统过/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换流阀体过压损坏，需要对 SVG进行 保护处理，该保护需要直接出口跳开关，将其从电网中切除，其保护逻辑如下图所示。 EN 系统过压保护软压板 SET UsabUgyz

38、d SET UsbcUgyzd SET UscaUgyzd T计时A Tgy & & & T计时B Tgy T计时C Tgy 1 SIG 系统过压保护启动元件动作 & 系统过压保护动作 闭锁脉冲图 3.3-2 过压保护逻辑框图 控制保护装置开放系统过压保护软压板投退、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。 当系统出现瞬时低电压时，SVG系统能够能够快速输出容性无功以提高系统电压，但当系统出 现永久性低电压故障时，此时 SVG功率单元的电容电压将不能维持稳定，需要进行跳闸操作，其保 护逻辑如下图所示。 图 3

39、.3-3 欠压保护逻辑框图 控制保护装置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。 3.3.2 系统过/欠频保护 GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差标准中规定频率偏差限值“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。 当系统频率过高或过低时，对于 SVG 系统来说其输出电流与系统频率一致，在一定范围内对 SVG系统安全性没有影响。对于此类情况，SVG系统是否跳闸还是仅闭锁脉冲开放软压板供选择， 并且开放闭锁

40、延时时间定值，当电网频率在此时间内未恢复正常时 SVG系统跳闸，其保护逻辑如下 图所示。 第 3章 工作原理 南京南瑞继保电气有限公司 19 图 3.3-4 过频保护逻辑框图 图 3.3-5 欠频保护逻辑框图 控制保护装置开放系统过/欠频保护软压板投退、系统过/欠频闭锁选择软压板投退、系统过/欠 频保护定值、系统过/欠频闭锁延时定值和系统过/欠频保护延时定值。当系统发生过/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。 3.3.3 过流保护 SVG 系统最大可输出 1.5 倍额定电流，当输出电流超过 1.5 倍时容易损坏系统内部元器件，此 时需要对 SVG系统进行

41、保护，SVG系统有两段过流保护，其保护逻辑如下图所示。 图 3.3-6 过流保护逻辑框图 控制保护装置开放过流 I、II 段保护软压板投退、过流 I、II 段保护定值、过流 I、II 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。 3.3.4 系统负序电压保护 当系统发生不对称故障，电压不平衡度较大时，则会产生负序电压，可能会导致相间电容电压 不平衡，影响 SVG运行安全。若系统发生瞬时严重不对称故障时，可以闭锁脉冲等待电网电压恢复 后再次启动，若系统发生永久严重不对称故障时，则需要跳闸，其保护逻辑如下图所示。 第 3章 工作原理 20

42、 南京南瑞继保电气有限公司 图 3.3-7 负序电压保护逻辑框图 控制保护装置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、系统负序电压闭锁 延时定值和系统负序电压保护延时定值。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。 3.3.5 相间直流电压不平衡保护 由于 SVG系统链节数目较多，当直流侧三相电容电压不平衡时，可能会导致 SVG系统三相输 出不平衡，影响 SVG运行安全，其保护逻辑如下图所示。 图 3.3-8 直流侧三相电容电压不平衡保护逻辑框图 控制保护装置开放相间直流电压不平衡保护软压板投退、相间直流电压保护定值、保护延时定 值。当

43、系统发生直流侧三相电容电压不平衡故障时，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。 下面介绍 SVG阀单元级的保护功能。 SVG阀单元级保护主要包括直流侧过压保护、过温保护、驱动异常保护和电源故障保护组成， 每个功率单元内部的控制板卡（SMC板）根据预先设定的定值实现阀单元级的保护功能。 3.3.6 功率单元直流侧过压保护 当功率单元内部板卡检测直流侧电容电压超过设定的定值时，将过压保护的信息上送至阀组触 发控制单元 PCS-9589，由 PCS-9589 向核心主控装置 PCS-9583 发送保护信息。该保护可以有效 防止预充电和运行过程中故障导致的各功率单元的直流侧过

44、电压。 3.3.7 功率单元过温保护 当功率单元内部板卡检测温度超过设定的定值时，将过温保护的信息上送至阀组触发控制单元 PCS-9589，由 PCS-9589 向核心主控装置 PCS-9583 发送保护信息。该保护可以有效防止运行过 程中功率单元过热导致的元器件损坏。 3.3.8 功率单元驱动异常保护 当功率单元内部板卡检测驱动发生异常时，将驱动异常的信息上送至阀组触发控制单元 PCS-9589，由 PCS-9589 向核心主控装置 PCS-9583 发送保护信息。该保护可以有效防止运行过 程中功率单元驱动异常导致的元器件损坏。 3.3.9 功率单元电源故障保护 当功率单元内部板卡检测电源发生故障时，将电源故障的信息上送至阀组触发控制单元