无功补偿RSVG.docx
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无功补偿RSVG
RSVG
1.RSVG工作原理
1.1概述
RSVG无功补偿装置,采用瞬时无功功率理论的无功检测方式,以功率因数、网侧电压作为控制目标，动态跟踪电网电能相关指标的变化，并根据变化情况调节无功输出，实现电网的高电能质量运行。
采用IGBT组成的H桥功率模块链作为逆变主电路结构形式，拓扑简单，性能可靠，并辅助以小容量储能元件，整机输出电压由多个电平台阶合成阶梯波，经过输出电抗滤波后正弦度好。
1.2RSVG工作原理
RSVG的基本工作原理是：
将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。
工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制RSVG电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功功率，可以迅速发出大小相等、性质相反的无功功率，实现动态无功补偿的目的。
图1.1为RSVG等效原理图，将系统看作一个电压源，RSVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。
RSVG的工作原理可以用图1.2和图1.3所示的等效电路图和向量图来说明。
考虑连接电抗器的损耗和变流器本身的损耗（如管压降、线路电阻等），将总的损耗集中作为连接电抗器的电阻考虑。
RSVG运行模式及其补偿特性如表1所示。
2.RSVG运行环境条件
户环境温度
-10℃～+40℃
海拔高度
2000m
户外环境温度
-40℃～+40℃
地震烈度
不高于8度
相对湿度
≤75%,无凝露（25℃时）
污秽等级
Ⅱ级
风冷SVG、水冷SVG
Ⅲ级
水冷SVG
3.RSVG主要功能及主要参数
允许运行电压
110%Ue（长期运行）
120%Ue（1min跳闸）
频率
50/60Hz
平均损耗
<0.8%
响应速度
≤5ms
平均失效间隔MTBF
>75000小时
通讯协议
Modbus；IEC61850；
IEC104
平均恢复时间MTTR
<5分钟
信号传输
光纤通讯
供电方式
双路供电
控制电源
380VAC220VDC/110VDC
主要保护功能
SVG输出电流过流；电网电压过压；IGBT驱动故障；功率单元过压、过流、超温及通讯故障等
控制方式
瞬时无功电流检测技术、PWM整流技术、直接或间接电流无功闭环控制技术、功率单元直流侧电压平衡控制技术
控制芯片
数字信号处理器DSP；现场可编程门阵列FPGA
控制功能
恒无功控制；恒功率因数控制；恒电压控制；无功电压协调控制；有源滤波
定制功能
AVC；有源滤波；负序补偿；闪变治理；三相电压平衡控制；抑制次同步谐振
4.RSVG系统组成
RSVG主要由控制部分、功率部分和充电部分及冷却装置组成。
功率部分的功率单元模块通过星形连接或角形连接接入电网。
4.1控制柜
位置编号
名称
说明
A
工控机主机
工业控制计算机，置荣信链式SVG监控系统
B
工控机显示器
显示系统状态
C
分高压旋钮
紧急情况时可切断供电电源开关
D
指示灯
分别为交流指示灯、直流指示灯、故障指示灯
E
FC投切转换开关
选择FC开关由RSVG控制还是由用户控制
F
PT转换开关
选择PT信号位置在电网一段还是电网二段
G
键盘盒
存放键盘
H
主控单元
控制RSVG运行、执行保护功能
I
采样单元
采集系统数据
注意：
1.即使供电电源已经断开，RSVG的功率单元的直流母排及直流电容器上仍然残留有危险的直流电压。
因此在断开电源10分钟后才允许打开RSVG的柜门，且禁止触碰任何导电部分。
2.必须在RSVG处于停止状态下操作PT转换开关，否则可能导致设备损坏。
4.2功率柜
位置编号
名称
说明
A
功率单元驱动板
用于控制IGBT模块通断
B
IGBT模块
功率半导体器件
C
均压电阻
保持功率单元模块串联均压
D
散热器
给IBGT模块散热
E
复合母排
连接电容正负极板
4.3充电柜
位置编号
名称
说明
A
断路器
用于将充电电阻旁路
B
电抗器
用于将RSVG与电网连接起来
C
冷却风机
用于冷却电抗器
D
充电电阻
给功率单元模块充电,充电后被断路器旁路
5.RSVG现场操作方法
5.1RSVG运行前的准备工作
1.检查控制柜、功率柜、充电柜是否有异物，电缆连接处螺栓是否已经紧固。
检查完毕后，锁好功率柜和充电柜的柜门。
2.打开控制柜后门，可以看到总电源开关S1、冷却风机电源开关S2、用户直流电源开关S3、控制电源开关S4、充电柜电源开关S5.
3.检查交流进线电源线电压是否正常，线电压正常值为353V～407V，相电压正常值为198V～235V。
4.合总电源开关S1，控制柜的整流器开始工作，控制柜正面的交流指示灯和直流指示灯被点亮。
5.合冷却风机电源开关S2，柜顶冷却风机开始运转。
6.合用户直流电源开关S3，PWA电源模块将实现两路电源供电，一路电源工作，一路电源备用。
交流进线电源故障时，自动切换到用户直流电源给控制柜供电。
注意：
直流电源开关S3不合闸，当交流进线电源失去时，控制系统将失电，可能导致设备损坏。
7.合控制电源S4，控制器得电，各板卡进入工作状态。
8.合充电柜电源开关S5，旁路断路器进入工作状态，等待主控单元指令。
9.按下工控机上的POWERSWITCH按钮，开启工控机。
10.进入Windows操作系统，双击桌面上的RxpeMonitor图标，进入荣信链式SVG监控系统。
11.将分高压旋钮转到左侧45°位置。
12.观察控制柜上的故障指示灯是否会亮，如果故障指示灯点亮，点击荣信链式SVG监控系统主接线界面的复位按钮，此时会弹出遥控或遥调对话框，勾选复位，输入用户名、密码，再点击确定按钮，执行完毕后，将提示遥控执行成功。
13.故障复位成功后，控制柜上的故障指示灯熄灭。
观察荣信链式SVG监控系统主接线图界面上的SVG状态指示灯，此时故障状态灯熄灭，合高压等待状态灯被点亮。
14如果故障复位不成功，点击报警提示的红色三角叹号图标，查看报警信息，也可以通过事件记录窗口，查看故障事件，按照故障提示信息，将故障处理完毕后，再执行复位操作。
5.2RSVG投入运行
合高压等待状态灯被点亮，此时用户可以操作给RSVG供电的高压断路器，将高压断路器手车遥至工作位。
1.合高压断路器开关，给RSVG充电，当单元直流侧电压超过预充电电压的设定值并且充电时间达到20s，RSVG旁路断路器将自动合闸，将充电电阻旁路，此时RSVG进入就绪状态。
观察荣信链式SVG监控系统主接线图界面上的SVG状态指示灯，此时就绪状态灯被点亮。
2.在主控方式中选择现场需要的控制方式。
如果选择动态补偿，此时会弹出遥控或遥调对话框，勾选动态补偿，输入用户名、密码，再点击确定按钮，执行那个完毕后，将提示遥控执行成功。
执行成功后，动态补偿前面的指示灯被点亮，RSVG将以动态补偿方式运行。
3.点击启动SVG按钮，此时会弹出遥控或遥调对话框，勾选启动SVG，输入用户名、密码，再点击确定按钮，执行完毕后，将提示遥控执行成功。
执行成功后，SVG状态中的运行状态灯被点亮，设备将按照设定的主控方式运行。
注意：
RSVG运行时，冷却系统必须投入运行。
5.3RSVG退出运行
点击停止SVG按钮，此时会弹出遥控或遥调对话框，勾选停止SVG，输入用户名、密码，再点击确定按钮，执行完毕后，将提示遥控执行成功。
执行成功后，SVG状态中的就绪状态灯被点亮，设备进入待机状态。
1.断开高压断路器开关。
RSVG失电后，功率单元将自动放电，旁路断路器自动跳闸。
2.将高压断路器手车摇至试验位。
3.关闭工控机。
4.断开S1～S5开关。
5.4RSVG主控方式
荣信RSVG共有5种运行方式，在启动RSVG之前，可以选择相应的运行方式。
1.固定补偿
RSVG根据参数中设定的无功电流值的大小，输出固定的无功电流，相当于一个电抗器或电容器，输出容量可以在参数中改变。
2.动态补偿
RSVG检测系统中的负载无功电流值，输出电流跟随负载无功电流的变化而变化，设备自动补偿，无需人为干预。
使用前需要设定考核点CT、是否使用母联开关及确定考核点在低压侧还是高压侧。
3.电压控制
RSVG根据参数中设定的电压上限和电压下限，自动调节输出无功，使目标电压值控制在围之。
使用前需要设定考核点PT变比及确定考核点在低压侧还是高压侧，电压上下限应与考核点电压相符。
4.功率因数
是以考核点的功率因数为控制目标，通过设定参数，将考核点的功率因数补偿到设定值。
使用前需要设定考核点CT变比、是否使用母联开关及确定考核点在低压侧还是高压侧。
5.无功电压
优先补偿考核点电压，考核点电压未超过目标电压围时，按动态补偿方式工作。
超出电压围时，按照电压控制方式工作。
6RSVG的维护
6.1维护注意事项
1.即使供电电源已经断开，RSVG的功率单元的直流母排及直流电容器上仍然残留有危险的直流电压。
因此在断开电源10分钟后才允许打开RSVG的柜门，且禁止触碰任何导电部分。
2.功率单元进行维护前，需要用万用表直流电压档（1000VDC）测量直流母排及直流电容器上的剩余电压，确保剩余电压不超过24V。
3.控制柜电源为双电源供电，单独切断一路电源仍有可能触电。
4.控制部柜部整流电源模块部有储能电容，切断电源10分钟后才允许对其维护，维护前需测量直流剩余电压不超过24V。
5.不要对RSVG进行耐压试验，否则将损坏RSVG。
6.不要用兆欧表测功率单元模块的绝缘电阻，否则将损坏功率单元。
7.对高压电缆、电抗器、断路器等与RSVG功率单元模块连接的元件进行耐压，必须将功率单元模块与被测元件断开连接。
6.2日常巡视
1.巡视时检查室温度、湿度、通风情况。
室环境温度不应超过40℃，环境湿度不应超过75%。
2.巡视时检查RSVG是否有异常响声，振动机异味。
3.巡视时检查滤尘网是否通畅。
4.巡视时检查冷却系统运转是否正常。
5.停电后检查所有电力电缆、控制电缆有无损伤，电力电缆冷压端子有无松动，高压热缩管电缆附件是否松动。
6.3定期维护
1.根据现场环境状况每运行一段时间，应对滤尘网、风道上的粉尘进行一次全面清扫，建议使用吸尘器。
对于严重堵塞的滤尘网，应予更换。
根据现场的灰尘含量，每个3个月到半进行一次全面清扫。
灰尘特别打的现场，每月一次。
2.每运行半年，应对所有进出线电缆紧固一遍。
3.使用水冷却的RSVG按照《水冷系统用户手册》进行检修、维护。
7．RSVG的故障处理
常见故障及处理方法
组别
故障名称
动作类型
故障判断条件
处理方法
电
网
电
压
电网电压有效值Ⅰ段过压报警
报警
线电压有效值大于1.15pu并持续超过180000ms
1.检查电网是否故障
2.检查保护值是否正确
3.检查PT板
4.检查模拟板
电网电压有效值Ⅱ段过压保护
闭锁/跳闸
线电压有效值大于1.2pu并持续超过1000ms
电网电压幅值Ⅲ段过压保护
闭锁/跳闸
Vd大于2pu并持续超过100ms
电网电压瞬时值过压保护
跳闸
线电压峰值大于3pu
电网电压有效值Ⅰ段欠压报警
报警
线电压有效值小于0.7pu并持续超过3000ms
电网电压有效值Ⅱ段欠压报警
闭锁/跳闸
线电压有效值小于0.5pu并持续超过1000ms
电网电压幅值Ⅲ段欠压保护
闭锁/跳闸
Vd小于0.3pu并持续超过2ms
电网电压有效值不平衡保护
闭锁/跳闸
三相线电压平均值偏差大于0.1pu并持续时间超过3000ms
电网电压缺相保护
闭锁/跳闸
线电压有效值小于0.01pu并持续超过1000ms
电网低电压1
闭锁/跳闸
线电压有效值小于0.8pu并持续时间2ms
电网低电压1
闭锁/跳闸
线电压Vd小于0.6pu并持续时间超过1ms
输
出
电
流
SVG输出电流有效值Ⅰ段过流报警
报警
输出电流有效值大于1.1pu并持续时间超过180000ms
1.检查电网是否故障
2.检查保护值是否正确
3.检查霍尔电流传感器
4.检查模拟板
SVG输出电流有效值Ⅱ段过流保护
跳闸
输出电流输出大于1.2pu并持续超过100ms
SVG输出电流瞬时值过流Ⅰ段闭锁保护
闭锁/报警
输出电流峰值大于2.1pu并持续超过0.4ms
瞬时过流2
跳闸
输出电流峰值大于2.6pu并持续超过2m
输出电流指令限幅
报警
输出达到最大值
硬
件
故
障
SVG侧霍尔电流传感器故障
跳闸
旁路断路器合闸瞬间电流小于0.1pu
1.检查电流传感器
2.检查模拟板
模拟板采样通道自检故障
跳闸
初始化阶段模拟板零偏大于100mV
︵功
硬率
件单
︶元
故
障
功率单元硬件保护（HW）
闭锁/跳闸
检测到下列故障
1.检查电网是否故障
2.按照故障信息检查对应功率单元、冷却风机、光纤、IGBT
x相x单元状态：
过压
x相x单元状态：
超温
x相x单元状态：
下行光纤无光
x相x单元状态：
下行光纤丢同步
x相x单元状态：
上行光纤断
x相x单元状态：
电源故障
x相x单元状态：
下行光纤断
单元封锁
功率单元短路保护
跳闸
功率单元IGBT过流
︵功
软率
件单
︶元
故
障
功率单元状态故障（SW）
闭锁/跳闸
功率单元状态故障时触发
1.检查电网是否故障
2.查找数据库中的故障单元信息
功率单元电压过压保护（SW）
闭锁/跳闸
功率单元电压大于1100V
功率单元电压不平衡保护（SW）
闭锁/跳闸
每相功率单元偏差大于300V
功率单元状态不一致
闭锁/跳闸
某个功率单元未执行启动/停止命令
通
讯
故
障
柜间光纤通信故障
闭锁/跳闸
主控箱与相控箱光纤断线
检查CPU板和通讯板
RS485通信超时故障
报警
CPU板与上位机RS485通选超时
RS485通信超时故障
报警
CPU板与上位机RS485检验错误
CAN通信发送超时
报警
主控CPU板往通讯板发送CAN报文失败
CAN通信接受超时
报警
主控CPU板接受通讯板CAN报文超时失败
CAN通信接受校验错误
报警
主控CPU板接受通讯板CAN报文后校验失败
逻辑故障
充电超时故障
跳闸
充电时功率单元电压未达到400V并超时60000ms
1.检查对应的断路器辅助点
2.检查控制柜的中间继电器
3.检查数字版
充电接触器K1不吸合
跳闸
充电旁路接触器或断路器辅助点动作与控制输出指令不一致
充电接触器K1不分开
跳闸
充电旁路接触器或断路器辅助点动作与控制输出指令不一致
断路器QF1不吸合
跳闸
供电断路器辅助点动作与控制输出指令不一致
断路器QF1不分开
跳闸
供电断路器辅助点动作与控制输出指令不一致
开关量
变压器报警
报警
连接变压器轻瓦斯、超温报警、压力报警接点动作
检查变压器
变压器跳闸
跳闸
连接变压器重瓦斯、超温跳闸、压跳闸接点动作
其
他
故
障
连续启动故障
跳闸
30min连续启动5次失败
检查其它详细故障信息
长时间无法复位故障
跳闸
持续5min在故障2状态
读铁电参数错误
跳闸
主控CPU板、PWM板、相控PWM板、相控CPU板ROM参数校验故障
1.检查CPU板
2.检查PWM板
WDI看门狗复位
跳闸
主控CPU板复位
检查CPU板
注：
闭锁/跳闸指在运行、就绪区间及故障2区间闭锁，在其它区间跳闸。
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