SVG通用平台使用说明书

动态无功补偿装置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月山东泰开电力电子有限公司技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第1页资料来源编制校核标准化提出部门审定标记处数更改文件号签字日期设计室批准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——第3部分：SVG结构说明——第4部分：装置操作说明——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置，适用于泰开电力电子有限公司SVG动态无功补偿装置（StaticVarGenerator，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。技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第2页SVG的基本原理：电压源型逆变器（VoltageSourcedConverter，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1SVG工作原理图运行模式波形和向量图说明空载运行UIUsUIUs(a)UI=Us没有电流UI=USIL=0SVG不吸发无功容性运行UIUsILUIUsjxILIL(b)UIUs超前的电流UIUSIL为容性电流，可通过调节UI来连续控制SVG发出无功。感性运行UIUsILUIUsjxILIL滞后的电流(c)UIUsUIUSIL为感性电流，SVG吸收的无功可以连续控制。表1SVG的三种运行模式SVG技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第3页泰开电力电子有限公司生产的SVG装置主要由控制屏、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2SVG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．技术参数技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第4页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：86～106kPa2.2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±0.5Hzc.波形：正弦，波形畸变不大于5%2.2.2直流电源图3-1屏体平面布置图a.额定电压：220Vb.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：5Ab.交流电压：100Vc.频率：50Hz2.3.2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0.5VAb.交流电压回路：当额定电压时，每相不大于1VA2.3.3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技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第5页纤连接，增强抗干扰能力，保证控制系统可靠运行。屏体平面布置如图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。装置采用双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3-2SVG主控装置端子图3.2SVG各板卡功能技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第6页电源板型号为TK2004E-1225双电源，保证了整个装置的功率需求。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端子为装置遥信信号输入端子，717-732端子为装置遥控输出端子。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置侧接地。霍尔电源与控制装置模拟地共地。技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第7页图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。技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第8页图3-5A相光纤扩展板接线图图3-6B相光纤扩展板接线图技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第9页图3-7C相光纤扩展板接线图4.装置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：装置上电后液晶屏首先显示“装置信息”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装置信息菜单图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”、“装置时间”和“装技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第10页置版本”子菜单。另外，主菜单中还显示有装置运行相关信息，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置后，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技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第11页图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置运行时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置运行状态信息，界面如图4-7所示，“●”表示故障状态（或置位状态），“○”表示正常状态（或未置位状态）。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-充电旁路接触器位置，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，暂时未用技术使用说明书0TK.010.0808集中式控制单元（SVG）共28页第12页到，预留。4.1.3主控定值“主控定值”菜单用来查看和设置相关定值。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：模