無功補償RSVG

1、RSVG1.RSVG工作原理1.1 概述RSVG無功補償裝置,采用瞬時無功功率理論的無功檢測方式,以功率因數(shù)、網(wǎng)側(cè)電壓作為控制目標，動態(tài)跟蹤電網(wǎng)電能相關(guān)指標的變化，并根據(jù)變化情況調(diào)節(jié)無功輸出，實現(xiàn)電網(wǎng)的高電能質(zhì)量運行。采用IGBT組成的H橋功率模塊鏈作為逆變主電路結(jié)構(gòu)形式，拓撲簡單，性能可靠，并輔助以小容量儲能元件，整機輸出電壓由多個電平臺階合成階梯波，經(jīng)過輸出電抗濾波后正弦度好。1.2 RSVG工作原理RSVG的基本工作原理是：將電壓源型逆變器，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。電壓源型逆變器包含直流電容和逆變橋兩個部分，其中逆變橋由可關(guān)斷的半導體器件IGBT組成。工作中，通過調(diào)節(jié)逆變橋中IGBT器件

2、的開關(guān)，可以控制RSVG電壓的幅值和相位，因此，整個裝置相當于一個調(diào)相電源。通過檢測系統(tǒng)中所需的無功功率，可以迅速發(fā)出大小相等、性質(zhì)相反的無功功率，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?。圖1.1為RSVG等效原理圖，將系統(tǒng)看作一個電壓源，RSVG可以看作一個可控電壓源，連接電抗器可以等效成一個線性阻抗元件。RSVG的工作原理可以用圖1.2和圖1.3所示的等效電路圖和向量圖來說明?？紤]連接電抗器的損耗和變流器本身的損耗(如管壓降、線路電阻等)，將總的損耗集中作為連接電抗器的電阻考慮。RSVG運行模式及其補償特性如表1所示。2.RSVG運行環(huán)境條件戶內(nèi)環(huán)境溫度-10+40海拔高度2000m戶外環(huán)境溫度-40+4

3、0地震烈度不高于8度相對濕度75%,無凝露(25時)污穢等級級風冷SVG、水冷SVG級水冷SVG3.RSVG主要功能及主要參數(shù)允許運行電壓110%Ue（長期運行）120%Ue（1min跳閘）頻率50/60Hz平均損耗<0.8%響應(yīng)速度5ms平均失效間隔MTBF>75000小時通訊協(xié)議Modbus；IEC61850；IEC104平均恢復時間MTTR<5分鐘信號傳輸光纖通訊供電方式雙路供電控制電源380VAC220VDC/110VDC主要保護功能SVG輸出電流過流；電網(wǎng)電壓過壓；IGBT驅(qū)動故障；功率單元過壓、過流、超溫及通訊故障等控制方式瞬時無功電流檢測技術(shù)、PWM整流技術(shù)、直

4、接或間接電流無功閉環(huán)控制技術(shù)、功率單元直流側(cè)電壓平衡控制技術(shù)控制芯片數(shù)字信號處理器DSP；現(xiàn)場可編程門陣列FPGA控制功能恒無功控制；恒功率因數(shù)控制；恒電壓控制；無功電壓協(xié)調(diào)控制；有源濾波定制功能AVC；有源濾波；負序補償；閃變治理；三相電壓平衡控制；抑制次同步諧振4.RSVG系統(tǒng)組成RSVG主要由控制部分、功率部分和充電部分及冷卻裝置組成。功率部分的功率單元模塊通過星形連接或角形連接接入電網(wǎng)。4.1 控制柜位置編號名稱說明A工控機主機工業(yè)控制計算機，內(nèi)置榮信鏈式SVG監(jiān)控系統(tǒng)B工控機顯示器顯示系統(tǒng)狀態(tài)C分高壓旋鈕緊急情況時可切斷供電電源開關(guān)D指示燈分別為交流指示燈、直流指示燈、故障指示燈EF

5、C投切轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇FC開關(guān)由RSVG控制還是由用戶控制FPT轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇PT信號位置在電網(wǎng)一段還是電網(wǎng)二段G鍵盤盒存放鍵盤H主控單元控制RSVG運行、執(zhí)行保護功能I采樣單元采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)注意：1.即使供電電源已經(jīng)斷開，RSVG的功率單元的直流母排及直流電容器上仍然殘留有危險的直流電壓。因此在斷開電源10分鐘后才允許打開RSVG的柜門，且禁止觸碰任何導電部分。 2.必須在RSVG處于停止狀態(tài)下操作PT轉(zhuǎn)換開關(guān)，否則可能導致設(shè)備損壞。4.2功率柜位置編號名稱說明A功率單元驅(qū)動板用于控制IGBT模塊通斷BIGBT模塊功率半導體器件C均壓電阻保持功率單元模塊串聯(lián)均壓D散熱器給IBGT模塊散熱E復合母排連

6、接電容正負極板4.3充電柜位置編號名稱說明A斷路器用于將充電電阻旁路B電抗器用于將RSVG與電網(wǎng)連接起來C冷卻風機用于冷卻電抗器D充電電阻給功率單元模塊充電,充電后被斷路器旁路5.RSVG現(xiàn)場操作方法5.1RSVG運行前的準備工作1.檢查控制柜、功率柜、充電柜內(nèi)是否有異物，電纜連接處螺栓是否已經(jīng)緊固。檢查完畢后，鎖好功率柜和充電柜的柜門。2.打開控制柜后門，可以看到總電源開關(guān)S1、冷卻風機電源開關(guān)S2、用戶直流電源開關(guān)S3、控制電源開關(guān)S4、充電柜電源開關(guān)S5.3.檢查交流進線電源線電壓是否正常，線電壓正常值為353V407V，相電壓正常值為198V235V。4.合總電源開關(guān)S1，控制柜內(nèi)的整

7、流器開始工作，控制柜正面的交流指示燈和直流指示燈被點亮。5.合冷卻風機電源開關(guān)S2，柜頂冷卻風機開始運轉(zhuǎn)。6.合用戶直流電源開關(guān)S3，PWA電源模塊將實現(xiàn)兩路電源供電，一路電源工作，一路電源備用。交流進線電源故障時，自動切換到用戶直流電源給控制柜供電。注意：直流電源開關(guān)S3不合閘，當交流進線電源失去時，控制系統(tǒng)將失電，可能導致設(shè)備損壞。7.合控制電源S4，控制器得電，各板卡進入工作狀態(tài)。8.合充電柜電源開關(guān)S5，旁路斷路器進入工作狀態(tài)，等待主控單元指令。9.按下工控機上的POWER SWITCH按鈕，開啟工控機。10.進入Windows操作系統(tǒng)，雙擊桌面上的RxpeMonitor圖標，進入榮信

8、鏈式SVG監(jiān)控系統(tǒng)。11.將分高壓旋鈕轉(zhuǎn)到左側(cè)45°位置。12.觀察控制柜上的故障指示燈是否會亮，如果故障指示燈點亮，點擊榮信鏈式SVG監(jiān)控系統(tǒng)主接線界面的復位按鈕，此時會彈出遙控或遙調(diào)對話框，勾選復位，輸入用戶名、密碼，再點擊確定按鈕，執(zhí)行完畢后，將提示遙控執(zhí)行成功。13.故障復位成功后，控制柜上的故障指示燈熄滅。觀察榮信鏈式SVG監(jiān)控系統(tǒng)主接線圖界面上的SVG狀態(tài)指示燈，此時故障狀態(tài)燈熄滅，合高壓等待狀態(tài)燈被點亮。14如果故障復位不成功，點擊報警提示的紅色三角嘆號圖標，查看報警信息，也可以通過事件記錄窗口，查看故障事件，按照故障提示信息，將故障處理完畢后，再執(zhí)行復位操作。5.2

9、RSVG投入運行合高壓等待狀態(tài)燈被點亮，此時用戶可以操作給RSVG供電的高壓斷路器，將高壓斷路器手車遙至工作位。1.合高壓斷路器開關(guān)，給RSVG充電，當單元直流側(cè)電壓超過預充電電壓的設(shè)定值并且充電時間達到20s，RSVG旁路斷路器將自動合閘，將充電電阻旁路，此時RSVG進入就緒狀態(tài)。觀察榮信鏈式SVG監(jiān)控系統(tǒng)主接線圖界面上的SVG狀態(tài)指示燈，此時就緒狀態(tài)燈被點亮。2.在主控方式中選擇現(xiàn)場需要的控制方式。如果選擇動態(tài)補償，此時會彈出遙控或遙調(diào)對話框，勾選動態(tài)補償，輸入用戶名、密碼，再點擊確定按鈕，執(zhí)行那個完畢后，將提示遙控執(zhí)行成功。執(zhí)行成功后，動態(tài)補償前面的指示燈被點亮，RSVG將以動態(tài)補償方式

10、運行。3.點擊啟動SVG按鈕，此時會彈出遙控或遙調(diào)對話框，勾選啟動SVG，輸入用戶名、密碼，再點擊確定按鈕，執(zhí)行完畢后，將提示遙控執(zhí)行成功。執(zhí)行成功后，SVG狀態(tài)中的運行狀態(tài)燈被點亮，設(shè)備將按照設(shè)定的主控方式運行。注意：RSVG運行時，冷卻系統(tǒng)必須投入運行。5.3 RSVG退出運行點擊停止SVG按鈕，此時會彈出遙控或遙調(diào)對話框，勾選停止SVG，輸入用戶名、密碼，再點擊確定按鈕，執(zhí)行完畢后，將提示遙控執(zhí)行成功。執(zhí)行成功后，SVG狀態(tài)中的就緒狀態(tài)燈被點亮，設(shè)備進入待機狀態(tài)。1.斷開高壓斷路器開關(guān)。RSVG失電后，功率單元將自動放電，旁路斷路器自動跳閘。2.將高壓斷路器手車搖至試驗位。3.關(guān)閉工控機

11、。4.斷開S1S5開關(guān)。5.4 RSVG主控方式榮信RSVG共有5種運行方式，在啟動RSVG之前，可以選擇相應(yīng)的運行方式。1.固定補償RSVG根據(jù)參數(shù)中設(shè)定的無功電流值的大小，輸出固定的無功電流，相當于一個電抗器或電容器，輸出容量可以在參數(shù)中改變。2.動態(tài)補償RSVG檢測系統(tǒng)中的負載無功電流值，輸出電流跟隨負載無功電流的變化而變化，設(shè)備自動補償，無需人為干預。使用前需要設(shè)定考核點CT、是否使用母聯(lián)開關(guān)及確定考核點在低壓側(cè)還是高壓側(cè)。3.電壓控制RSVG根據(jù)參數(shù)中設(shè)定的電壓上限和電壓下限，自動調(diào)節(jié)輸出無功，使目標電壓值控制在范圍之內(nèi)。使用前需要設(shè)定考核點PT變比及確定考核點在低壓側(cè)還是高壓側(cè)，電

12、壓上下限應(yīng)與考核點電壓相符。4.功率因數(shù)是以考核點的功率因數(shù)為控制目標，通過設(shè)定參數(shù)，將考核點的功率因數(shù)補償?shù)皆O(shè)定值。使用前需要設(shè)定考核點CT變比、是否使用母聯(lián)開關(guān)及確定考核點在低壓側(cè)還是高壓側(cè)。5.無功電壓優(yōu)先補償考核點電壓，考核點電壓未超過目標電壓范圍時，按動態(tài)補償方式工作。超出電壓范圍時，按照電壓控制方式工作。6 RSVG的維護6.1維護注意事項1. 即使供電電源已經(jīng)斷開，RSVG的功率單元的直流母排及直流電容器上仍然殘留有危險的直流電壓。因此在斷開電源10分鐘后才允許打開RSVG的柜門，且禁止觸碰任何導電部分。2.功率單元進行維護前，需要用萬用表直流電壓檔（1000VDC）測量直流母排

13、及直流電容器上的剩余電壓，確保剩余電壓不超過24V。3.控制柜電源為雙電源供電，單獨切斷一路電源仍有可能觸電。4.控制部柜內(nèi)部整流電源模塊內(nèi)部有儲能電容，切斷電源10分鐘后才允許對其維護，維護前需測量直流剩余電壓不超過24V。5.不要對RSVG進行耐壓試驗，否則將損壞RSVG。6.不要用兆歐表測功率單元模塊的絕緣電阻，否則將損壞功率單元。7.對高壓電纜、電抗器、斷路器等與RSVG功率單元模塊連接的元件進行耐壓，必須將功率單元模塊與被測元件斷開連接。6.2日常巡視1.巡視時檢查室內(nèi)溫度、濕度、通風情況。室內(nèi)環(huán)境溫度不應(yīng)超過40，環(huán)境濕度不應(yīng)超過75%。2.巡視時檢查RSVG是否有異常響聲，振動機

14、異味。3.巡視時檢查濾塵網(wǎng)是否通暢。4.巡視時檢查冷卻系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常。5.停電后檢查所有電力電纜、控制電纜有無損傷，電力電纜冷壓端子有無松動，高壓熱縮管電纜附件是否松動。6.3定期維護1.根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境狀況每運行一段時間，應(yīng)對濾塵網(wǎng)、風道上的粉塵進行一次全面清掃，建議使用吸塵器。對于嚴重堵塞的濾塵網(wǎng)，應(yīng)予更換。根據(jù)現(xiàn)場的灰塵含量，每個3個月到半進行一次全面清掃?；覊m特別打的現(xiàn)場，每月一次。2.每運行半年，應(yīng)對所有進出線電纜緊固一遍。3.使用水冷卻的RSVG按照水冷系統(tǒng)用戶手冊進行檢修、維護。7RSVG的故障處理常見故障及處理方法組別故障名稱動作類型故障判斷條件處理方法電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓有效值段過

15、壓報警報警線電壓有效值大于1.15pu并持續(xù)超過180000ms1.檢查電網(wǎng)是否故障2.檢查保護值是否正確3.檢查PT板4.檢查模擬板電網(wǎng)電壓有效值段過壓保護閉鎖/跳閘線電壓有效值大于1.2pu并持續(xù)超過1000ms電網(wǎng)電壓幅值段過壓保護閉鎖/跳閘Vd大于2pu并持續(xù)超過100ms電網(wǎng)電壓瞬時值過壓保護跳閘線電壓峰值大于3pu電網(wǎng)電壓有效值段欠壓報警報警線電壓有效值小于0.7pu并持續(xù)超過3000ms電網(wǎng)電壓有效值段欠壓報警閉鎖/跳閘線電壓有效值小于0.5pu并持續(xù)超過1000ms電網(wǎng)電壓幅值段欠壓保護閉鎖/跳閘Vd小于0.3pu并持續(xù)超過2ms電網(wǎng)電壓有效值不平衡保護閉鎖/跳閘三相線電壓平均

16、值偏差大于0.1pu并持續(xù)時間超過3000ms電網(wǎng)電壓缺相保護閉鎖/跳閘線電壓有效值小于0.01pu并持續(xù)超過1000ms電網(wǎng)低電壓1閉鎖/跳閘線電壓有效值小于0.8pu并持續(xù)時間2ms電網(wǎng)低電壓1閉鎖/跳閘線電壓Vd小于0.6pu并持續(xù)時間超過1ms輸出電流SVG輸出電流有效值段過流報警報警輸出電流有效值大于1.1pu并持續(xù)時間超過180000ms1.檢查電網(wǎng)是否故障2.檢查保護值是否正確3.檢查霍爾電流傳感器4.檢查模擬板SVG輸出電流有效值段過流保護跳閘輸出電流輸出大于1.2pu并持續(xù)超過100msSVG輸出電流瞬時值過流段閉鎖保護閉鎖/報警輸出電流峰值大于2.1pu并持續(xù)超過0.4ms

17、瞬時過流2跳閘輸出電流峰值大于2.6pu并持續(xù)超過2m輸出電流指令限幅報警輸出達到最大值硬件故障SVG側(cè)霍爾電流傳感器故障跳閘旁路斷路器合閘瞬間電流小于0.1pu1.檢查電流傳感器2.檢查模擬板模擬板采樣通道自檢故障跳閘初始化階段模擬板零偏大于100mV功硬率件單元 故 障功率單元硬件保護（HW）閉鎖/跳閘檢測到下列故障1.檢查電網(wǎng)是否故障2.按照故障信息檢查對應(yīng)功率單元、冷卻風機、光纖、IGBTx相x單元狀態(tài)：過壓x相x單元狀態(tài)：超溫x相x單元狀態(tài)：下行光纖無光x相x單元狀態(tài)：下行光纖丟同步x相x單元狀態(tài)：上行光纖斷x相x單元狀態(tài)：電源故障x相x單元狀態(tài)：下行光纖斷單元封鎖功率單元短路保護跳

18、閘功率單元IGBT過流功軟率件單元 故 障功率單元狀態(tài)故障（SW）閉鎖/跳閘功率單元狀態(tài)故障時觸發(fā)1.檢查電網(wǎng)是否故障2.查找數(shù)據(jù)庫中的故障單元信息功率單元電壓過壓保護(SW)閉鎖/跳閘功率單元電壓大于1100V功率單元電壓不平衡保護（SW）閉鎖/跳閘每相功率單元偏差大于300V功率單元狀態(tài)不一致閉鎖/跳閘某個功率單元未執(zhí)行啟動/停止命令通訊故障柜間光纖通信故障閉鎖/跳閘主控箱與相控箱光纖斷線檢查CPU板和通訊板RS485通信超時故障報警CPU板與上位機RS485通選超時RS485通信超時故障報警CPU板與上位機RS485檢驗錯誤CAN通信發(fā)送超時報警主控CPU板往通訊板發(fā)送CAN報文失敗CAN通信接受超時報警主控CPU板接受通訊板CAN報文超時失敗CAN通信接受校驗錯誤報警主控CPU板接受通訊板CAN報文后校驗失敗邏輯故障充電超時故障跳閘充電時功率單元電壓未達到400V并超時60000ms1.檢查對應(yīng)的斷路器輔助點2.檢查控制柜的中間繼電器3.檢查數(shù)字版充電接觸器K1不吸合跳閘充電旁路接觸器或斷路器輔助點動作與控制輸出指令不一致充電接觸器K1不分開跳閘充電旁路接觸器或斷路器輔助點動作與控制輸出指令不一致斷路器QF1