思源清能动态无功补偿装置SVG用户手册

思源清能动态无功补偿装置SVG 用户手册
Sieyuan®
QNSVG
动态补偿装置用户手册
思源清能电气电子有限公司
SIEYUAN POWER ELECTRONIC CO,.LtD
重要提示
感谢您使用思源清能电气电子有限公司的产品。

为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：
1)本说明书仅适用于QNSVG系列装置。

2)请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定调整、测试和操作。

如有随机资料，请以随机资料为准。

3)为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板上
的芯片和器件。

4)请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。

5)装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系。

联系方式：021-******** 137********原野
文件代号：QN0099C0.460001/V1.0
出版日期：2009-1-10
版权所有：思源清能电气电子有限公司
注：本公司保留对此说明书修改的权利。

如
果产品与说明书有不符之处，请您及时与我公司联系，我们将为您提供相应的服务。

目录
第一章装置技术说明 (3)
1.1概述 (3)
1.2技术条件 (3)
1.2.1 环境条件 (3)
1.2.2 装置主要技术参数 (3)
1.2.3 基本原理 (4)
1.2.4 系统结构 (6)
1.3型号与规格 (9)
1.4 产品配置 (10)
1.4.1 标准配置 (10)
1.4.2 可选配置 (11)
第二章装置电气原理与构成 (11)
2.1电气原理 (11)
2.2装置构成 (13)
2.2.1控制柜 (13)
2.2.2功率柜 (16)
2.2.3启动柜 (17)
2.2.4连接电抗器 (18)
2.2.5水冷系统 (18)
第三章装置的控制面板说明 (18)
3.1 装置的运行状态 (18)
3.2 控制柜屏面说明 (19)
3.3 液晶面板说明 (23)
4.2.7 直流电压控制和电流控制的相关参
数 (97)
4.2.8 装置额定参数 (97)
4.2.9 工程变比 (100)
4.2.10 A/D通道配置、变比和零漂校正
(100)
4.2.11 D/A通道变比和零漂校正 (103)
4.2.12 系统控制字 (104)
4.2.13 旁路控制字 (106)
4.2.14 保护屏蔽和处理 (108)
第五章装置启动停机操作流程及注意事项 (109)
5.1 触摸屏操作 (109)
5.2 控制面板操作 (110)
5.3 远程后台操作 (111)
5.4 操作注意事项 (111)
5.5 安全注意事项 (112)
第六章故障说明与处理 (114)
第七章设备维护、运输和贮存 (120)
7.1 概述 (120)
7.2 初次投运期间的维护工作 (120)
7.3 长期运行期间的维护工作 (121)
7.4 长期运行过后停机过程中的维护工作..121
7.5 设备储存 (121)
7.6 器件更换 (122)
7.7 订货须知 (122)
第八章装置安装与接线 (122)
8.1 安装说明 (122)
8.2 装置端子说明 (123)
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（Flexible AC Transmission System，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发展方向。

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、克服三相不平衡、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
加激励量，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℃且表面无凝露；
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、腐蚀等危及装置安全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：＜3%；
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 基本原理
图1-1 SVG原理示意图
SVG的原理接线图如上图，SVG的基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，则Ics = 0
容性运行模式如果Vc > Vs，则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STATCO
M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，则Ics 为滞后的电流。

此时STATCO
M起到电抗器的作用，且其感抗可以连续控制
1.2.4 系统结构
整个装置结构如下图（以10kV装置、变压器升压到35kV系统接入为例）所示。

图1-2 成套装置结构图
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1-1 SVG装置的组成
内容作用
1 一次①启动柜SVG与10kV母线
系统率柜信号连接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，全部采用链式结构；
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）范围内对无功进行连续平滑调节；
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行工程设计；
5)产品在不断改型中，以上数据敬请参考，本公司保留升级更改之权力。

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。

可选配置中的组件则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
1.4.2 可选配置
表1-3 产品可选配置表
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结构，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。

下图所示为SVG装置的连接原理图。

图2-1 10kV装置的连接原理图
图2-2 6kV装置的连接原理图10kV装置的电气原理如下图。

图2-3 10kV装置的电气原理图
2.2装置构成
SVG装置主要由五个部分组成：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、空气开关等部分组成。

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。

操作部分包括启机按钮、停机按钮和复位按钮。

具体功能见第三章。

空气开关的功能如下表所示。

表2-1 空气开关功能表
K7
K8
控制器由一台西门子PLC S7-200 CPU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主控制器结构上采用康拓工控的6U13槽机箱，其中板卡正面布置如图所示。

Siemens PLC S7-200与QCON主控制器之间通过串行通信联系。

电源板信
号
板
控
制
A
板
控
制
B
板
备
用
脉
冲
板
G
ML
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
ML
IN
K
板
备用
备
用
备
用（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
MLIN K板脉冲信号、通信信号分配
及光纤驱动
7～
11
QCON主控制器采用二级总线结构。

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。

如图所示为功率柜的外观图。

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图所示。

U
Ud
V
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行放电，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，避免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。

模块化的结构设计，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，为恢复生产赢得了宝贵的时间。

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部分组成。

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行充电，当充电电压达到额定值的80％后，控制系统闭合启动开关，将充电电阻旁路。

在装置进行检修时，隔离刀闸和接地刀闸提供了安全保证。

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，然后进行自检。

若无任何故障且状态正常，则点亮就绪灯。

若在就绪情况下收到用户启机命令，则闭合主断路器。

主断路器闭合后即转入充电状态。

2)充电状态
表示装置的直流电容正在充电，由于装置为自励启动，主断路器闭合即表示装置已经进入了充电状态。

若在主断路器闭合后直流电压充电到超过直流设定值，则自动闭合启动开关以短路充电电阻，启动开关闭合后延时10s自动转入并网运行状态。

3)运行状态
表示装置处于并网运行的工作状态，可以在各种控制方式下输出电流，达到补偿无功、负序或谐波的效果。

若在此过程中出现报警，报警指示灯亮，不影响装置正常运行；若在此过程中出现过流、同步丢失等可恢复故障，装置将闭锁，待手动或自动复位消除故障后，装置将重新解锁运行；若在此过程中出现严重故障或收到停机命令，装置将发跳闸命令，并转到跳闸状态。

4)跳闸状态
表示装置正在执行跳闸指令。

一进入跳闸状态，装置就立刻发跳闸命令。

检测
到主断路器断开后进入放电状态。

5) 放电状态
表示装置正在放电。

主断路器断开后，直流电容将缓慢下降直至为0。

该状态时持续10s 后装置自动转入待机状态。

3.2 控制柜屏面说明
装置提供了液晶操作面板、控制按钮和远程后台三种方式对装置进行操作。

液晶操作面板和控制按钮布置在控制柜上，远程后台一般安放在离装置有一定距离的远程监控室。

控制柜上的控制按钮任何时候均有效，液晶面板和远程后台的控制指令任何时候只有一个有效，通过控制柜液晶面板的“本地/远程”命令选择。

控制柜由显示表、指示灯、操作按钮和液晶触摸屏组成，各元件排列如下图所示：
图3-1 控制屏柜面示意图
控制屏上各元件的详细说明如下：
表3-1 控制屏元件说明
置与系统连接的断路器。

3SB 复位按钮故障复位按钮。

在出现故障
的情况下按下复位按钮，若
满足复位条件，故障将清
除。

3.3 液晶面板说明
液晶操作面板是SVG的标准配置，是一块触摸屏。

用户无须使用键盘，通过触摸屏面板就能对装置所有的状态进行监视、参数设置和装置启停等操作。

触摸屏采用Hitech公司的PWS-6600，如图3-2所示。

图3-3和图3-4分别为触摸屏正视图和后视图。

图3-2 触摸屏实物图
图3-3 触摸屏正视图
图3-4 触摸屏后视图
3.3.1 触摸屏端子和按键功能说明
⑴拨码开关的定义
拨码(Dip
功能
Switches)
SW1 保留
触摸屏和PLC通讯既可以使用COM1端子，也可以使用COM2端子，其中COM1为9针母接头，COM2为25针母接头，其定义分别如下表所示。

3.3.2 触摸屏的工作状态
⑴上电初始化
当人机起动后，人机将会自检硬件项目是否正常，其检查的结果将显示在触摸屏的显示区，如下图所示。

图3-5 触摸屏自检界面
如果有不正常测试项目，其右侧将显示“failed”，且屏幕下方将显示“error！”。

⑵系统目录
如果拨码开关SW7=ON，当完成自检后，屏幕上将显示系统：
图3-6 触摸屏系统目录
功能说明如下表所示：
系统目功能说明
Link 代表人机连线
F2 -
Confg
设定人机时间及通讯参数，使用 ↑ ↓ ←
→ 键移动至欲设定选项，+ 及 − 键改
变其值
F3 -
Copy
Copy 界面资料到另一台 PWS6600
F4 - Set
调节人机Touch Panel 、LCD 对比度及
清除电池存储记忆
F5 -
Run
执行应用程序
此外，触摸屏还设6个功能按钮，包括一个Menu 键和5个功能键F1~F5，如下图所示。

如按menus 键将显示滑出式菜单，功能键F1~F5可以设定常用的功能。

图3-7 触摸屏的功能键
调试完成后，将拨码开关SW7设定为OFF 状态，当完成自检后，屏幕上将直接进入应用程序，如图3-12所示。

⑶ 硬件测试
设定 PWS6600 的拨码 SW3 和 SW4为OFF 状态，可以执行硬件测试，人机起动后屏幕将显示如下图所示。

其中Bench Test 是对人机做全面的测试；Function Test 是对人机硬件做逐项的测试。

需要注意的是Bench Test 会清除人机内部的应用程序。

图3-8 触摸屏硬件测试
⑷参数输入和运行控制
触摸屏通过“数值输入”设定定值和运行参数，用手触摸要设定的“数值输入”框，将会弹出数字输入小键盘，依次输入要设定的数字，然后按确定键，数值将显示在要设定的“数值输入”框，且数字输入小键盘消失。

此时，数值并没有传送到控制器，只有按下相应的确定按钮，设定数值才会下载到控制器。

如果按下相应的取消按钮，将恢复原来的设定值。

3.3.3 液晶屏菜单结构
液晶屏的平面布置如下：
图3-9 液晶面板示意图
装置上电后，用户在开机画面中输入用户密码，即能进入主界面，通过主界面能进入“模拟量显示”、“状态量显示”、“参数查询”、“参数设置”、“主控操作”、“用户管理”、“事件告警”、“录波查询”这八个画面栏目，同类画面间通过“上一页”、“下一页”的顺序依次浏览。

液晶面板的操作采用一级菜单，框架如下：
图3-10 液晶操作菜单框架图在每个画面的页面底部，均提供了一个如下所示的操作条：
可返回上一页画面
该类画面总数
可返回下一页画面返回主菜单当前画面号
图3-11 液晶操作页面跳转条
当该栏总画面数较多时，为方便操作，在首页用“最后页”按钮取代了“上一页”；在末页用“第一页”按钮取代了“下一页”。

3.4使用说明
请按照配线图接线，给装置上电后，PLC上RUN指示灯亮，触摸屏会有一声翁鸣提示，然后进入开机画面，装置上电正常。

3.4.1 开机画面
图3-12 开机画面
操作：输入口令，范围：0～99999999
口令输入正确可以进入主界面，口令输入错误则停留在本开机界面。

PLC中根据用户不同的口令区分用户操作等级，进而决定后续操作的权限。

操作等级分为三级：
●操作等级0：只能查看各种信息，不能设置运行方式、运行参数。

●操作等级1：可以设置恒无功方式和负荷补偿运行方式。

●操作等级2：为调试人员设计，可以进入开环、恒无功、电压稳定等各种运
行方式，并设置相应的参数。

注意：在现场运行时，一般设定为操作等级1即可。

3.4.2 主界面
图3-13 主界面
从主界面可以进入任何一个功能模块，其中“参数设置”、“主控操作”有正确的操作等级才可以进入，不能进入请点击用户管理修改用户级别。

主界面下面显示当前日期和时间。

3.4.3 模拟量显示
模拟量显示栏包含10个画面，画面内容如下：
表3-2 “模拟量显示”栏画面内容内容
页
号
1 实时显示系统电压、PCC电压、系统三相电
流、负荷三相电流、装置三相电流的有效值
和三相直流总电压。

8个状态位的含义。

模拟量显示可以查看装置的所有模拟量状态，点击“上一页”和“下一页”按钮进行页面切换，点击“返回”按钮，返回主界面。

页面右下角，显示的分数表示当前页面号，分子表示当前页面顺序号，分母表示本类界面总共页面数量（下同）。

4/9到9/9链节详细状态说明请见帮助页。

例如4/9页中A1和b7交叉位置显示为1则表示A1链节驱动故障，显示为0表示正常。

3.4.4 状态量显示
状态量显示栏包含9个画面。

画面内容如下：
表3-3 “状态量显示”栏画面内容内容
页
号
1 实时显示控制器状态自检信息，包括控制B
板、控制A板、脉冲版、GML板、MLK板、
12V电源状态、同步信号、主控运行、主控
8/9 显示PLC的16个开出量的动作状态，其中包括主断路器合跳、启动开关合跳、就绪、
并网、故障等指示灯的操作信息等。

状态量显示可以查看装置所有状态量状态，点击“上一页”和“下一页”按钮进行页面切换，点击“返回”按钮，返回主界面。

3.4.5 参数查询
参数查询栏包含5个画面。

画面内容如下：
表3-4 “参数查询”栏画面内容内容
页
号
1/2 显示装置额定参数，包括系统电压和PCC电压基准，装置额定容量、额定电压和额定电
流、装置运行链节个数、冗余和备份链节个
数以及装置接入系统的接线方式。

3 显示运行方式，相关的电压参考、无功参考、
配置项等。

4/5 显示13个程序的版本号，包括当前程序的版本号和上次存储在非易失性存储器里的版本
号。

重新烧写完程序重新上电后，会显示当
前程序版本号和上次版本号不一致。

参数查询可以查看装置参数状态，点击“上一页”和“下一页”按钮进行页面切换，点击“返回”按钮，返回主界面。

对于4/5、5/5页面，如果上次版本和当前版本不一致，最后一格会显示“new”，此时可以点击“更新版本”按钮，更新版本号，使上次版本和当前版本一致，更新后，可以按“读取版本”按钮校验更新结果。

3.4.6 参数设置
参数设置包含22个画面，根据参数含义下分五类：运行方式、控制参数、保护屏蔽、变比零漂和装置额定。

参数设置中各画面内容如下：
表3-5 “参数设置”栏画面内容内容
页
号
0 参数设置主画面，可选择进入运行方式、控制
参数、保护屏蔽、变比零漂和装置额定等分类
设置栏，并提供了“恢复出厂参数”和“读取
存储参数”的功能。

运行方。