思源清能动态无功补偿装置svg用户手册Word格式文档下载.docx
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第一章装置技术说明
1.1概述
本文为本公司QNSVG100M动态补偿装置的使用说明书。
QNSVG100M动态补偿装置是以IGBT为核心的SVG系统,SVG〔即静止同步补偿器〕是柔性交流输电技术〔FlexibleACTransmissionSystem,简称FACTS〕的主要装置之一,它代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的开展方向。
动态补偿装置能够快速连续地提供容性和感性无功功率,实现适当的电压和无功功率控制,保障电力系统稳定、高效、优质地运行。
在配电网中,将中小容量的SVG安装在某些特殊负荷〔如电弧炉〕附近,可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量,例如提高功率因数、克制三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑止谐波污染,等等。
1.2技术条件
1.2.1环境条件
装置在以下环境条件下能正常工作:
a)工作环境温度:
0℃~+40℃,贮存环境温度-10℃~+45℃,在极限值下不施加鼓励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作;
b)相对湿度:
最湿月的月平均最大相对湿度为80%,同时该月的月平均最低温度为25℃且外表无凝露;
c)大气压力:
80kPa~110kPa〔相对于海拔高度为2km及以下〕;
d)使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置平安的危险和超出本说明书规定的振动、冲击和碰撞。
1.2.2装置主要技术参数
a)额定工作电压:
6kV,10kV,35kV;
b)额定容量:
1~100Mvar;
c)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;
d)控制器响应时间:
<1ms;
e)输出电压总谐波畸变率〔并网前〕:
<5%;
f)输出电压总谐波畸变率〔并网后〕:
<3%;
g)输出电流总谐波畸变率:
<4%;
h)输出电压不对称度:
i)效率:
≥97%;
j)环境温度:
0℃~+40℃;
k)人机界面:
采用中文显示操作界面。
1.2.3根本原理
图1-1SVG原理示意图
SVG的原理接线图如上图,SVG的根本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器并联在电网上,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。
运行模式
波形
相量图
说明
空载运行模式
如果Vs=Vc,那么Ics=0
容性运行模式
如果Vc>
Vs,那么Ics为超前的电流。
因为该电流的幅值能够通过调节Vc而连续控制,所以STATCOM起到电容器的作用,且其容抗可以连续控制
感性运行模式
如果Vc<
Vs,那么Ics为滞后的电流。
此时STATCOM起到电抗器的作用,且其感抗可以连续控制
1.2.4系统构造
整个装置构造如下列图〔以10kV装置、变压器升压到35kV系统接入为例〕所示。
图1-2成套装置构造图
装置由四个功率柜、一个控制柜、一个启动柜和连接变压器组成,装置的组成见下表。
表1-1SVG装置的组成
内容
作用
1一次系统
①启动柜
SVG与10kV母线的连接
SVG启动充电控制
②连接变压器或者连接电抗器
连接装置输出与35kV系统
③功率柜
SVG的功率单元
2二次系统
①QCON控制器
SVG装置控制、运行状态监测和异常保护
②传〔互〕感器
强弱系统信号隔离
③二次控制电源
控制系统电源
3辅助局部
①水冷系统
SVG系统功率模块冷却
②光纤连接系统
SVG控制柜和功率柜信号连接
1.3型号与规格
SVG系列产品的型号及规格如下表所示。
说明:
1)上表所示为6kV以上SVG,全部采用链式构造;
2)关于容量的说明:
容量〔MVA〕表示从感性到容量动态调节范围内的额定最大调节容量。
例如CC2/6,表示为6kV、容量为±
2MVA装置,即能从+2000kVA〔感性〕到-2000kVA〔容性〕范围内对无功进展连续平滑调节;
3)6kV的SVG系列产品、10kV且容量为10MVA以下的SVG系列产品,通常采用铁芯电抗器,表中列出包括铁芯电抗器在内的成套设备的外形尺寸〔不包括高压开关柜〕。
高压开关柜由用户自行选定或者采购;
4)35kV及10kV且容量在15MVA以上的SVG系列产品,通常采用空芯电抗器,表中列出控制柜和功率柜的安装尺寸,给出成套装置整体室内的安装尺寸,可参考此整体安装尺寸进展工程设计;
5)产品在不断改型中,以上数据敬请参考,本公司保存升级更改之权力。
1.4产品配置
作为标准产品,QNSVG100M动态补偿装置提供了标准配置表中列出的各个组件。
可选配置中的组件那么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。
1.4.1标准配置
表1-2产品标准配置表
组件名称
配置数量
备注
连接电抗或连接变压器
1
连接电抗为每相一台
启动柜
功率柜
1~4
视功率范围可分为多柜
控制柜
备用功率单元
技术文件
见装箱清单
用户手册及必要的图纸资料
水冷柜
采用风冷的装置无水冷柜
1.4.2可选配置
表1-3产品可选配置表
保护柜
作为连接变压器或固定电容器补偿的保护
断路器柜
无断路器柜的用户或新用户选用
功率单元
用户自选
方便维护
功率单元控制板
要求用户具有较好的电子电气维护条件
连接电缆
视柜外连接需要时选用
远程监控系统
需要远程操作控制时选用
其它/用户的其它特殊要求可进展协商
第二章装置电气原理与构成
2.1电气原理
SVG装置的主电路采用链式逆变器拓扑构造,Y形连接,10kV装置每相由12个功率单元串联组成,6kV装置每相由8个功率单元串联组成,运行方式为N+1模式。
下列图所示为SVG装置的连接原理图。
图2-110kV装置的连接原理图
图2-26kV装置的连接原理图
10kV装置的电气原理如下列图。
图2-310kV装置的电气原理图
2.2装置构成
SVG装置主要由五个局部组成:
控制柜、功率柜、启动柜、连接电抗器和水冷系统。
其中采用风冷的装置无水冷系统。
2.2.1控制柜
控制柜由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等局部组成。
控制电源提供了DC24V和DC5V电源系统,为控制器和继电器操作供电。
显示面板包括了液晶屏显示、信号指示灯和数字显示表。
具体功能见第三章。
操作局部包括启机按钮、停机按钮和复位按钮。
空气开关的功能如下表所示。
表2-1空气开关功能表
开关
功能
K1
K2
K3
K4
K7
K8
控制器由一台西门子PLCS7-200CPU模块、一个PWS1700触摸屏、一台QCON主控制器及远程监控计算机〔可选〕组成,如图。
QCON主控制器安装在一个标准6U机箱内。
图2-4控制器构成框图
QCON主控制器构造上采用康拓工控的6U13槽机箱,其中板卡正面布置如下图。
SiemensPLCS7-200与QCON主控制器之间通过串行通信联系。
〔一〕、10kV
〔二〕、6kV
图2-5控制器机箱板卡正面布置图
表2-2各板卡功能表
名称
数量
母板
板卡母板,提供各个板卡之间的信号联系
电源板
提供模拟电源
信号板
模拟、开关信号的处理
控制A板
监测、通信、采样计算
控制B板
核心算法控制器
脉冲发生板
三相脉冲信号产生,
GMLINK板
脉冲信号、通信信号分配及光纤驱动
MLINK板
7~11
QCON主控制器采用二级总线构造。
控制A板完成人机界面通信、远程监控通信、信号采集,控制B板完成核心的控制算法。
控制A板输出DSP扩展数据地址总线,在此总线上挂有控制B板、脉冲发生板和GMLINK板。
GMLINK输出FPGA扩展数据地址总线,此总线挂有7~11块MLINK板。
脉冲发生板产生的脉冲信号直接分布到各GMLINK和MLINK板后经光纤发送到各个功率模块。
2.2.2功率柜
功率柜的主要组件是功率单元。
如下图为功率柜的外观图。
图2-6功率单元正面布置图
上图为6Mvar的SVG装置功率柜外观图。
其中每个功率柜分三层安装有9个功率单元,每相12个功率单元,因此10kV装置的功率柜有4个。
功率单元的原理和实物照片如下图。
图2-7功率单元电气原理图
直流电容选用薄膜电力电容。
考虑到串联功率单元电容器的均压问题,设计中采用功率电阻和开关串联的方式进展放电,不但可以实现均压,而且在输入开关断开后,可以给直流电容放电,防止人身伤害事故的发生。
电子旁路回路采用进口IGBT器件,动作迅速且可靠,保证了功率模块发生故障情况下,控制器可以在1ms时间内将故障模块可靠旁路。
功率模块的控制器,除了采样回路、保护回路和输出驱动回路外,几乎所有的逻辑和通讯处理均采用大规模FPGA芯片完成,智能化的设计使得硬件设计简单,软件设计灵活,便于以后的功能修改和升级,而且可靠性高,受功率器件的干扰小。
模块化的构造设计,使得产品紧凑、重量轻,且通用性强,在功率模块发生故障时,用户只需要更换模块,使故障的处理简单化,为恢复生产赢得了珍贵的时间。
模块的外部接口只有2个电压输出端子和2个光纤端子,即使非专业人员也可以更换模块,不易发生错误,使得维护和检修简单化。
2.2.3启动柜
启动柜由启动开关、充电电阻、隔离刀闸和接地刀闸等几个局部组成。
SVG装置的启动方式设计为自励启动。
在主开关合闸后,系统电压通过充电电阻对功率单元的直流电容进展充电,当充电电压到达额定值的80%后,控制系统闭合启动开关,将充电电阻旁路。
在装置进展检修时,隔离刀闸和接地刀闸提供了平安保证。
隔离刀闸可将装置与系统断开,提供明显的断开点,接地刀闸保证装置输入侧处于接地状态。
启动柜的操作说明详见启动柜面板说明。
2.2.4连接电抗器
装置的输出通过连接电抗器并联到系统侧。
2.2.5水冷系统
详见?
水冷系统使用说明书?
。
第三章装置的控制面板说明
3.1装置的运行状态
SVG装置带电时,运行在五种工作状态:
待机、充电、运行、跳闸、放电。
各状态说明和转换关系如下:
1)待机状态
装置上电后立即进入待机状态,然后进展自检。
假设无任何故障且状态正常,那么点亮就绪灯。
假设在就绪情况下收到用户启机命令,那么闭合主断路器。
主
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