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。 1.2 RSVG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 户内环境温度 户外环境温度 相对湿度 污秽等级 Ⅲ级 3.RSVG主要功能及主要参数

110%Ue（长期允许运行电运行） 频率 压 120%Ue（1min跳闸） 平均损耗 平均失效间>75000小时 隔MTBF 平均恢复时<5分钟 间MTTR 供电方式 双路供电 控制电源 380VAC220VDC/110VDC 信号传输 光纤通讯 通讯协议 IEC104 <0.8% 响应速度 ≤5ms Modbus；IEC61850； 50/60Hz 水冷SVG -10℃～+40℃ -40℃～+40℃ 海拔高度 地震烈度 2000m 不高于8度 ≤75%,无凝露(25℃时) Ⅱ级 风冷SVG、水冷SVG 主要保护功SVG输出电流过流；电网电压过压；IGBT驱动故障；能 功率单元过压、过流、超温及通讯故障等 瞬时无功电流检测技术、PWM整流技术、直接或间接控制方式 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 控制功能 数字信号处理器DSP；现场可编程门阵列FPGA 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 AVC；有源滤波；负序补偿；闪变治理；三相电压平定制功能 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 A B C D 工控机主机 监控系统 工控机显示器 分高压旋钮 指示灯 指示灯 选择FC开关由RSVG控制还是由用户控E FC投切转换开关 制 选择PT信号位置在电网一段还是电网F G H I PT转换开关 二段 键盘盒 主控单元 采样单元 存放键盘 控制RSVG运行、执行保护功能 采集系统数据 显示系统状态 紧急情况时可切断供电电源开关 分别为交流指示灯、直流指示灯、故障说明 工业控制计算机，内置荣信链式SVG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 A B C D E 说明 功率单元驱动板 用于控制IGBT模块通断 IGBT模块 均压电阻 散热器 复合母排 功率半导体器件 保持功率单元模块串联均压 给IBGT模块散热 连接电容正负极板 4.3充电柜 位置编号 名称 A B C D 断路器 电抗器 冷却风机 充电电阻 说明 用于将充电电阻旁路 用于将RSVG与电网连接起来 用于冷却电抗器 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、充电柜内是否有异物，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，控制柜内的整流器开始工作，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POWER SWITCH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。

5.2 RSVG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。 5.3 RSVG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。 5.4 RSVG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范围之内。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范围时，按动态补偿方式工作。超出电压范围时，按照电压控制方式工作。 6 RSVG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.控制部柜内部整流电源模块内部有储能电容，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.巡视时检查室内温度、湿度、通风情况。室内环境温度不应超过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 电网电压有效值Ⅰ段过压报警 电网电压有效值Ⅱ段过压保护 动作类型 报警 故障判断条件 线电压有效值大于1.15pu并持续超过180000ms 线电压有效值大于1.2pu并持续超过1000ms Vd大于2pu并持续超过100ms 线电压峰值大于3pu 线电压有效值小于0.7pu并持续超过3000ms 线电压有效值小于0.5pu并持续超过1000ms Vd小于0.3pu并持续超过2ms 三相线电压平均值偏差大于0.1pu并持续时间超过3000ms 线电压有效值小于0.01pu并持续超过处理方法 闭锁/跳闸 电网电压幅值Ⅲ段过压保护 闭锁/跳闸 电 网 电 压 电网电压瞬时值过压保护 电网电压有效值Ⅰ段欠压报警 电网电压有效值Ⅱ段欠压报警 跳闸 报警 闭锁/跳闸 电网电压幅值Ⅲ段欠压保护 闭锁/跳闸 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 电网电压有效值不平衡保护 闭锁/跳闸 电网电压缺相保护 闭锁/跳闸 1000ms 电网低电压1 电网低电压1 SVG输出电流有效值Ⅰ段过流报警 输 出 电 流 SVG输出电流有效值Ⅱ段过流保护 SVG输出电流瞬时值过流Ⅰ段闭锁保护 瞬时过流2 输出电流指令限幅 硬 件 故 障 SVG侧霍尔电流传感器故障 模拟板采样通道自检故障 闭锁/跳闸 闭锁/跳闸 线电压有效值小于0.8pu并持续时间2ms 线电压Vd小于0.6pu并持续时间超过1ms 输出电流有效值大于1.1pu并持续时间超过180000ms 输出电流输出大于1.2pu并持续超过100ms 输出电流峰值大于2.1pu并持续超过0.4ms 输出电流峰值大于2.6pu并持续超过2m 输出达到最大值 旁路断路器合闸瞬间电流小于0.1pu 初始化阶段模拟板零偏大于100mV 检测到下列故障 x相x单元状态：过压 x相x单元状态：超温 ︵功 硬率 功率单元硬件保护（HW） 件单 ︶元 故 障 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 ︵功 软率 件单 ︶元 故 障 通 讯 功率单元状态故障（SW） 功率单元电压过压保护(SW) 功率单元电压不平衡保护（SW） 功率单元状态不一致 柜间光纤通信故障 RS485通信超时故障 跳闸 闭锁/跳闸 闭锁/跳闸 闭锁/跳闸 功率单元IGBT过流 功率单元状态故障时触发 1.检查电功率单元电压大于1100V 网是否故每相功率单元偏差大于障 2.查找数300V 据库中的某个功率单元未执行启动故障单元/停止命令 信息 主控箱与相控箱光纤断线 检查CPUCPU板与上位机RS485通板和通讯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 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 1.检查电流传感器 2.检查模拟板 报警 跳闸 闭锁/报警 跳闸 报警 跳闸 跳闸 闭锁/跳闸 闭锁/跳闸 闭锁/跳闸 报警 故 障 选超时 RS485通信超时故障 CAN通信发送超时 CAN通信接受超时 CAN通信接受校验错误 充电超时故障 报警 报警 报警 报警 跳闸 CPU板与上位机RS485检验错误 主控CPU板往通讯板发送CAN报文失败 主控CPU板接受通讯板CAN报文超时失败 主控CPU板接受通讯板CAN报文后校验失败 充电时功率单元电压未达到400V并超时60000ms 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 充电旁路接触器或断路器辅助点动作与控制输出指令不一致 供电断路器辅助点动作与控制输出指令不一致 供电断路器辅助点动作与控制输出指令不一致 板 充电接触器K1不吸合 逻辑故障 充电接触器K1不分开 跳闸 跳闸 断路器QF1不吸合 断路器QF1不分开 变压器报警 变压器跳闸 连续启动故障 长时间无法复位故障 其 他 故 障 跳闸 跳闸 报警 跳闸 跳闸 跳闸 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 开关量 连接变压器轻瓦斯、超温报警、压力报警接点动作 检查变压连接变压器重瓦斯、超温器 跳闸、压跳闸接点动作 30min连续启动5次失败 检查其它详细故障持续5min在故障2状态 信息 主控CPU板、PWM板、相控PWM板、相控CPU板ROM参数校验故障 主控CPU板复位 1.检查CPU板 2.检查PWM板 检查CPU板 读铁电参数错误 跳闸 WDI看门狗复位 跳闸 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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