SVG通⽤平台使⽤说明书(1)
动态⽆功补偿装臵控制系统技术使⽤说明书
0TK.010.0808
⼭东泰开电⼒电⼦有限公司
2015年 11 ⽉
前⾔
本说明适⽤于⼭东泰开电⼒电⼦有限公司⽣产的第三代SVG集中式控制系统。本操作规范分为5个部分:
——第1部分:SVG概述
——第2部分:技术参数svg运行方式有哪些
——第3部分:SVG结构说明
——第4部分:装臵操作说明
——第5部分:包装、运输及存储
1.SVG概述
⼭东泰开电⼒电⼦有限公司集中式控制装臵,适⽤于泰开电⼒电⼦有限公司SVG动态⽆功补偿装臵(Static Var Generator,静⽌⽆功发⽣器,以下简称SVG)。
该系统运⽤快速调节算法,实现对⽆功的快速补偿,可有效抑制电压波动、闪变,并可减少电⼒系统中的谐波、负序,提⾼功率因数,帮助⽤户改善电能质量,提⾼⽣产效率。
SVG 的基本原理:电压源型逆变器(Voltage Sourced Converter ,简称VSC )经过电抗器或者变压器并联在电⽹上,直接控制其交流侧电流的幅值和相位,迅速吸收或者发出所需要的⽆功功率,实现快速动态调节⽆功的⽬的。当采⽤直接电流控制时,直接对交流侧电流进⾏控制,不仅可以跟踪补偿冲击型负载的冲击电流,⽽且可以对谐波电流也进⾏跟踪补偿。
图1为SVG 原理图,将系统看作⼀个电压源,SVG 可以看作⼀个可控电压源,变压器可以等效成⼀个连接电抗器。表1给出了SVG 三种运⾏模式的原理说明。
图1 SVG ⼯作原理图
泰开电⼒电⼦有限公司⽣产的SVG 装臵主要由控制屏、连接电抗器、启动柜和功率柜等组成,其⼀次电路如图2所⽰。
图2 SVG 设备⼀次接线图
串联电抗器的主要作⽤是将SVG 与电⽹连接起来,实现能量的缓冲,同时减少SVG 输出电流的谐波含量。
控制屏主要由集中式控制单元和站控等组成。
集中式控制单元中的测控主板上DSP1主要实现与单链节之间的数据传输,监视SVG 各功率单元的⼯作状态,例如直流电容电压、链节状态等。DSP2通过互感器板准确测量电⼒系统的电压、电流等参数,迅速计算出电⼒系统的⽆功电流,并在特定时刻向功率单元发触发编码,控制SVG 的电流输出。站控通过Modbus 传输直接与测控DSP1通信,将SVG 所有运⾏信息进⾏打包封装和存储,为操作⼈员提供⼀个直观的查询界⾯。
2.技术参数
2.1 ⼯作环境条件
a.环境温度:-5~+40℃
b.相对湿度:10%~90%
c.⼤⽓压⼒:86~106kPa
2.2 电源
2.2.1 交流电源
a.额定电压:220V,允许偏差-15%~+10%
b.频率:50Hz,允许偏差±0.5Hz
c.波形:正弦,波形畸变不⼤于5%
2.2.2 直流电源图3-1 屏体平⾯布臵图
a.额定电压:220V
b.允许偏差:-20%~+10%
c.纹波系数:不⼤于5%
2.3 ⼆次回路额定参数
2.3.1 额定参数
a.交流电流:5A
b.交流电压:100V
c.频率:50Hz
2.3.2 功率消耗
a.交流电流回路:当IN=5A 时,每相不⼤于1VA
当IN=1A 时,每相不⼤于0.5VA
b.交流电压回路:当额定电压时,每相不⼤于1VA
2.3.3 过载能⼒
a.交流电流回路:1.2倍额定电流,连续⼯作
b.交流电压回路:1.2倍额定电压,连续⼯作
c.直流电源回路:80%~110%额定电压,连续⼯作
3.SVG结构说明
SVG控制系统主要包括:集中式控制单元、站控单元。控制屏与功率柜采⽤光纤连接,增强抗⼲扰能⼒,保证控制系统可靠运⾏。屏体平⾯布臵如图3-1所⽰。
3.1 集中式控制单元
集中式控制单元能够准确测量电⼒系统的电压、电流等参数,迅速计算出电⼒系统的⽆功,控制逆变器发出⽆功电流。装臵采⽤双DSP + FPGA的先进架构,32位浮点型DSP作为主运算CPU, FPGA作为辅助运算芯⽚,采⽤14位⾼速同步采样模数转换器,保证了运算的迅速和结果的精确。
通过⾯板的按键操作功能可以从液晶屏上查询SVG 系统的⼀些实时数据,例如母线电压、总进线电流、SVG
⽀路电流、系统功率因数等。
集中式控制单元采⽤RS485通讯接⼝与站控、液晶进⾏通讯。
集中式控制单元(后视)⾃左向右分别是电源插件、开⼊开出板、互感器板
⼀、互感器板⼆、主控板、光纤扩展板1、光纤扩展板2(备⽤)、光纤扩展板3、光纤扩展板4(备⽤)、光纤扩展板5、光纤扩展板6(备⽤),端⼦图如图3-2所⽰。
图3-2 SVG 主控装臵端⼦图
3.2 SVG 各板卡功能
电源板型号为TK2004E-1225双电源,保证了整个装臵的功率需求。电源板端⼦801/802为1#电源24V 失电跳闸(常闭),端⼦804/805为2#电源24V 失电跳闸(常闭),端⼦807/808为2#电源12V 失电跳闸(常闭)。触点容量为交流250V/8A 。
开⼊开出板701-716端⼦为装臵遥信信号输⼊端⼦,717-732端⼦为装臵遥控输出端⼦。触点容量为交流250V/5A 。
SVG 通过互感器板⼀采集三相同步电压和进线电压,经过⽮量计算跟踪系统电
压相位,作为SVG
并⽹的相位基准;通过互感器板⼆采集霍尔传感器电流和进线电流实现SVG ⽆功电流瞬时控制。各接⼝定义见如图3-3。
图3-3 集中式控制系统端⼦图 SVG ⽀路电流为霍尔传感器采集回路,通过实时采集A 、C 相电流,控制SVG 电流输出。具体接线如图3-4(以开环电流互感器为例),采⽤屏蔽双绞线连接,双绞线屏蔽层在控制装臵侧接地。霍尔电源与控制装臵模拟地共地。
图3-4 霍尔传感器接线图
主控板DSP1:(与光纤扩展板1、光纤扩展板3、光纤扩展板5配合)
a.负责监测链节运⾏数据,就地显⽰各个链节直流电压、链节状态。当链节直流电压、链节状态有异常时能够迅速执⾏相应保护。
b.采⽤232总线与站控进⾏实时通讯,能够把链节状态、系统电压、电流、SVG ⽆功、SVG 电流、故障SOE 等数据上传到站控端。
c.负责发送链节放电命令,实现链节均压。
主控板DSP2:
a.负责发送触发编码给链节,控制链节运⾏状态。
b.负责对链节故障进⾏实时检测,执⾏瞬时保护。
c.
采集各模拟量进⾏控制运算,
计算出SVG 应发出的实时⽆功电流值,控制SVG ⽆功输出。
3.4 光纤扩展板
SVG 光纤扩展板共6块,其中有3块备⽤,每块16路发射光纤和16路接收光纤通道。负责产⽣链节触发脉冲、检测故障电平;
负责接收链节串⾏电压、产⽣放电脉冲。
图3-5 A 相光纤扩展板接线图
图3-6 B 相光纤扩展板接线图
图3-7 C 相光纤扩展板接线图 4. 装臵操作说明
第三代通⽤平台的液晶操作分为两种:⼀种为单⾊液晶⾯板,按键操作;另⼀种为彩⾊液晶屏,触摸操作。
4.1 液晶⾯板操作:
装臵上电后液晶屏⾸先显⽰“装臵信息”菜单,菜单页⾯上显⽰有产品名称、公司信息和版本型号,见图4-1。
图4-1 装臵信息菜单图4-2 主菜单
按“确认”键后进⼊主菜单,主菜单共有12个⼦菜单,分别是“主控遥测”、“主控遥信”、“主控定值”、“主控系数”、“监控遥测”、“监控遥信”、“监控定值”、“监控系数”、“监控SOE”、“主控SOE”、“装臵时间”和“装臵版本”⼦菜单。另外,主菜单中还显⽰有装臵运⾏相关信息,如SVG电流、SVG ⽆功、进线电流、进线电压等,主菜单界⾯如图4-2所⽰。在主菜单上通过上、下、左、右按键把光标定位到相应位臵后,按“确认”键便可进⼊相应⼦菜单。
4.1.1主控遥测
在主菜单上选择“主控遥测”⼦菜单后按“确认”键,即可进⼊“主控遥测”菜单,共包含4页遥测信息,界⾯如图4-3、4-4、4-5、4-6所⽰。“主控遥测”菜单⽤于显⽰控制系统各项参数,如进线电流、进线电压、进线⽆功容量、进线功率因数、SVG⽀路电流、SVG⽆功容量、SVG三相直流电压等遥测值。主控遥测信息可通过上、下键来实现翻页查询。
图4-3 主控遥测菜单NO.1 图4-4 主控遥测菜单NO.2 图4-3所⽰界⾯主要显⽰系统进线相关信息,其中进线有功和进线⽆功
的“+”
代表容性,“-”代表感性。
图4-4所⽰界⾯主要显⽰SVG相关信息,其中SVG⽆功功率、⽆功电流的“+”代表容性,“-”代表感性。Ib0为B相零漂,⼯程调试校霍尔时便于观察。
图4-5 主控遥测菜单NO.3 图4-6 主控遥测菜单NO.4 图4-5所⽰界⾯主要显⽰⼀些系统运⾏相关系数信息,其中M1、M2、M3为内存变量,定值控制字为便于查看程序内部开关量的变量,可不予以关注。
图4-6所⽰界⾯主要显⽰装臵运⾏时A、B、C三相各链节的实时直流电压,与“监控遥测”菜单中显⽰的各链节直流电压⼀致。
4.1.2 主控遥信
“主控遥信”菜单⽤于显⽰控制系统的相应开关量及装臵运⾏状态信息,界⾯如图4-7所⽰,“●”表⽰故障状态(或臵位状
态),“○”表⽰正常状态(或未臵位状态)。
图4-7 主控遥信菜单
其中,开关状态各位定义如下:0-未定义,1-母线断路器,2-SVG ⽀路
断路器,3-SVG 隔离,4-投⼊,5-⾃检,6-退出,7-充电旁路接触器位臵,8-功率柜冷却风机失电信号,9-PT 断线,A-F 未作定义。
故障状态STS1各位定义如下:0-SVG 功率柜相电流瞬时值过流,1-SVG
母线电压瞬时值过压闭锁,2- SVG 母线电压瞬时值⽋压闭锁,3-功率柜单相直流总电压瞬时值过压,4-SVG ⼯作模式异
常,5-备⽤,6-链节直流电压越限跳闸,7-单相直流总电压平均值越限跳闸,8-功率柜过流跳闸/过负荷,9-直流电压越下限跳闸,A-相间瞬时直流总电压偏差越限闭锁,B-未知原因闭锁,C-风机故障闭锁,D-旁路接触器异常分闸闭锁,E-SVG 母线过压(平均值)、F- SVG 母线⽋压(平均值)。其余状态位均未作定义,预留。
AD 状态指⽰是指
AD 采样板上的4
块FPGA ⼯作状态是否正常,暂时未⽤
到,预留。
4.1.3主控定值
“主控定值”菜单⽤来查看和设臵相关定值。在主菜单上选择“主控定值”菜单,按下确认键,出现要求输⼊密码界⾯,如图4-8所⽰。再次按下确认键,出现密码输⼊定位,再次按下确认键后便可输⼊密码(密码为0003),在输⼊的过程中可通过“+”、“-”键进⾏数据设定,密码输⼊⽆误后按下确认键进⼊定值查看修改界⾯,界⾯如图4-9、4-10所⽰。
图4-8 主控定值菜单图4-9 主控定值菜单NO.1
当需要查看定值时,可通过上下键进⾏翻页查询;当需要修改定值时,按下“确认”键后出现光标,将光标定位于需要修改的参数项,再次按下“确认”键
进⾏修改,在修改的过程中可通过“+”、“-”键进⾏数据设定,定值设定完成后按下“确认”键退出设定模式,将光标移到YES上按下“确认”键进⾏定值保存,若需要撤销保存,则将光标移动到NO上按下“确认”键取消定值保存。
在转换开关打⾄“投⼊”状态下,SVG可按以下⼏种模式运⾏:
为考核点⽬标⽆功⼀次值,⽆功⽅向可选择容性或感性。
2、当在“SVG恒⽆功”控制模式下运⾏时,将按照整定值发出恒定⽆功,Q为⽬
标⽆功⼀次值,⽆功⽅向可选择容性或感性。
AVC控制开启时,装臵由AVC下发指令控制发出⽆功,模式也由AVC下发。
3、当在“恒电压控制”模式下运⾏时,将根据母线电压设定值进⾏控制。注意,
被控母线电压只能在主变⾼压侧电压和主变低压侧电压两者中选择⼀个。
其中,UH为电压上限设定值、UL为电压下限设定值。
4、协调控制:多套SVG协调控制,若⽆协调控制要求,则设臵为“关”。
5、电流斜坡控制:⽤于调试时响应时间、容感阶跃等效果的测试控制,并⾮⼀
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