光伏电站SVC无功补偿装置运行与维护规程.doc

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1、光伏电站SVC无功补偿装置运行与维护规程1.1概述山东泰开电力电子有限公司SVC控制系统（以下简称SVC控制系统）适用于电压等级为6KV35KV的TCR型SVC装置的自动调节与监控。本系统采用组屏安装方式，可以完成对TCR的全面监控。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，减少电力系统中的谐波，提高功率因数。从而起到改善电能质量，提高生产效率的作用。 1.2主要技术参数1.2.1 电源(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)直流电源a.额定电压：220Vb.允许偏

2、差：-20%+10%c.纹波系数：不大于5%1.2.2二次回路额定参数(1)额定参数a.交流电流：5Ab.交流电压：100Vc.频率：50Hz(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1VA(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1.3结构说明SVC控制系统主要包括：SVC调节装置1台、SVC同步装置1台、SVC触发装置3台、SVC监控装置3台，另外还包括24V直流电源、转换开关和

3、空气开关等。所有部件安装于一面屏内，各装置间的关键信号采用光纤连接，从而保证了其可靠的抗干扰能力。屏体平面布置如图1.3.1所示：图1.3.1平面布置图1.4调节装置1.4.1功能介绍SVC调节装置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，进而计算出晶闸管触发角度并在特定时刻向SVC触发装置发出晶闸管开通信号。SVC调节装置使用32位DSP作为主运算CPU，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。SVC调节装置机箱为6U高19/3英寸宽标准机箱，其前面板如图1.4.1所示：图1.4.1 SVC调节装置前面板SVC调节装置面板上半部分为显示部分，包

4、括液晶和发光二极管；下半部分为功能按键 通过操作功能按键可以从液晶上查询SVC系统的一些实时数据，例如母线电压、总进线电流、TCR支路电流、系统功率等。SVC调节装置共有4个子功能模块，分别是电源插件、主插件、互感器插件和显示板，其间通过底板联系。其中，前三个模块采用插件形式插于底板后方。显示板在底板正前方，通过电缆排线与底板相连接。SVC调节装置采用RS485通讯接口与站控进行通讯，通过此接口能够把SVC系统部分相关参数上传到站控，便于站控显示。并且能够响应站控对时等命令。SVC调节装置端子图如图1.4.2所示，其中201206号端子为光纤接口，其他端子为电气连接端子，其中端子图中空白处表示

5、此端子未使用。图1.4.2 SVC调节装置端子图SVC调节装置通过光纤接口（201、202、203）接收来自于同步装置的三相同步信号（分别对应UAB、UBC和UCA），然后根据计算所得触发角度，在特定时刻通过光发射口（204、205、206）向VBE装置发送出发信号，具体波形见图1.4.3：图1.4.3 同步信号、触发信号示意图模拟量输入通过端子101124来实现，共配置了12路模拟信号输入，常规配置为3路电压信号和9路电流信号。其中119124也可以更改为电压输入端子，用于实现6路电压和6路电流的模拟量输入配置，可根据工程实际需要进行灵活更改。电压端子额定值为100V，电流端子额定值为5A。

6、端子207、208为RS485通讯接口，负责与站控进行通讯。端子209、210为CANBUS通讯接口，此通讯接口为预留功能。端子401408为8路开入量输入端子，端子409为开入量公共地输入端子，开入量驱动电压额定值为24V。端子415416为装置失电告警端子，为无源常闭节点，Umax250V，Imax3A。端子419、421为装置电源端子，端子424为屏蔽地接入端子。1.4.2操作说明装置上电后液晶首先显示“装置信息”菜单，装置信息菜单显示产品编号、装置名称和版本信息组成，见图1.4.4。 图1.4.4 装置信息菜单 图1.4.5 主菜单按“退出”键后进入主菜单，主菜单共有9个子菜单，分别是

7、“遥测”、“定值”、“状态”、“记录”、“内存”、“遥控”、“系数”、“版本”和“时间”子菜单，如图1.4.5所示。在主菜单上把光标停到相应位置后，按“确认”键，可进入相应子菜单。在主菜单上选择“遥测”子菜单后按“确认”键，即可进入“遥测”菜单，遥测菜单如图1.4.6。“遥测”菜单用于显示1#进线电流、2#进线电流、TCR支路电流、综合负载电流、系统电压、功率和功率因数等遥测值。遥测信息共6页，可通过“” “”键来实现翻页。“定值”菜单用来设置和查看定值。在主菜单上选择“定值”子菜单后按“确认”键，首先显示定值“模式选择”菜单，包括两种操作模式：分别是：“查看”和“修改”模式，如图1.4.7。

8、选择“查看”模式可以查看定值内容。选择“修改”模式，提示输入密码，界面如图1.4.8，把光标移动到图上数字“00”位置，按“”“-”键，可以修改密码，改好密码后，按“确认”键，进入定值修改界面，定值修改界面如图1.4.9。光标移动到图示数字“101.0”位置后，按“”、“-”键，可以对定值进行修改；光标移动到“ON”中的“”位置后，按“”、“-”键，可以设定定值所对应功能的投入或退出，ON表示功能投入，OFF表示功能退出。修改完成后按“退出”键，液晶提示是否要保存定值，通过“”、“”键进行选择，选择“YES”对定值进行保存，选择“NO”则放弃保存定值。 图1.4.6 遥测菜单 图1.4.7定值

9、“模式选择”菜单 图1.4.8 密码输入菜单 图1.4.9 定值修改菜单“状态”菜单用于显示调节装置各遥信状态，“0”表示遥信无，“1”表示遥信有。“记录”菜单用于显示SOE故障告警信息，包含时间、故障时系统状态等信息。在主菜单上选择“记录”子菜单后按“确认”键，液晶首先显示“SOE记录编号选择菜单”，选择相应记录号，按“确认”键，进入SOE信息菜单。“内存”菜单、 “遥控”菜单、“版本”菜单为调试菜单，正常运行时无需查看或配置。“系数”菜单用来设置装置地址号（通讯用）和一些校正系数，其操作方式与“定值”菜单类似，正常运行时无需修改。“时间”菜单用于显示和修改系统时间，与定值类似同样分为“显示

10、”模式和“修改”模式，操作方式也与定值类似。进入时间菜单后液晶上显示当前日期、时间。1.5 SVC同步装置SVC同步装置采集SVC系统母线电压信号，然后对此信号进行多阶滤波处理，滤除电压中的高次谐波和直流分量成分，然后对所剩基波进行方波变换，从而得到与母线电压基波相位一致的方波信号（同步信号）。图1.1.1 SVC同步装置前面板同步信号为其他SVC装置工作的基础信号。SVC同步装置机箱为6U高19/3英寸宽标准机箱，其前面板如图1.1.1所示。SVC同步装置无需人机交互部分，前面板采用盲板结构。同步装置共设有3个子功能模块，分别是电源插件、主插件和互感器插件，其间通过底板联系。其中主插件包含了

11、模拟滤波、整形、数字逻辑处理和光发射器驱动等功能。SVC同步装置的结构采用与SVC调节装置一致的后插拔形式。SVC同步装置端子图如图1.1.2所示，其中端子201215为光发射端子。其他端子为电气连接端子。图1.1.2 SVC同步装置端子图端子101106为模拟量输入端子，系统电压由此输入。端子201215为同步信号光输出端子，用于向其他模块提供15路同步信号。电源插件端子说明请参照SVC调节装置。SVC同步装置共配置了15路光发射端口，每个端口采用单独的驱动电路，配合可编程逻辑芯片，可以对光发射端口进行灵活配置。现把15路光发射口分为3组，每组5个，每组分别对应电压的AB、BC和CA相，具体

12、同步信号波形请参照图1.4.3。1.6触发装置SVC触发装置主要负责产生触发阀组的脉冲编码信号。SVC触发装置同其他装置一样采用6U高19/3英寸宽的标准机箱，前面板除了印字不同外与SVC同步装置前面板一致，参见图1.6.1。SVC触发装置共设4个子功能模块，分别是电源插件、主插件、扩展插件一和扩展插件二。主插件负责同步信号和触发信号的接收和部分正向阀的触发，扩展插件一负责其余部分正向阀触发，扩展插件二负责负向阀的触发。SVC触发装置的端子图如图1.6.2所示。其中端子101123、201211、301315为光传输端子，其他端子为电气连结端子。端子101123、201208、301315为光

13、发射端口，用于连接阀组端高电位板，实现触发脉冲信号的传输。图1.6.1 SVC触发装置前面板图1.6.2 SVC触发装置端子端子209211为光接收端口，209端口用于接收触发信号，210、211端口用于接收2个同步信号。电源插件端子说明请参照SVC调节装置。SVC触发装置接收来自SVC调节装置的触发信号后，首先根据同步信号状态进行区间判断，判断此触发信号是否落入正（负）向阀的触发区间，如果落入正（负）向阀的触发区间则开始发送正（负）向阀脉冲编码信号，否则不响应此触发信号。脉冲编码信号采用固定编码格式，与阀端高电位板配合使用，高电位板负责对此信号解码，产生两种逻辑功能：触发晶闸管和阀组状态检测

14、。具体编码请参照图1.6.3。图1.6.3 脉冲编码信号SVC触发装置首先向阀组发送8组双脉冲，其中每个脉冲宽度为5us，每组中两个脉冲间隔为16us，每组之间间隔128us，阀端高电位板接收到双脉冲信号后调制产生晶闸管触发信号。双脉冲序列发送完毕后，在正负电压过零点后1ms时刻，SVC触发装置向阀组发送状态检测脉冲，此脉冲为单脉冲，宽度为5us，阀端高电位板接收到单脉冲信号后，对阀组工作状态进行检测，工作状态正常则向SVC监控装置发送一个晶闸管回报信号，表示此阀组工作正常。具体脉冲编码图请参照图1.6.4。图1.6.4 脉冲编码信号格式1.7监控装置1.7.1功能介绍SVC监控装置采用单片机

15、作为主控制器，并辅以可编程逻辑器件进行逻辑处理，对整个SVC系统的运行状态进行全面监控，SVC监控装置主要执行以下功能：l 负责对阀组状态监控，检测到阀组有异常时能够迅速执行相应保护功能。l 就地显示各个阀组实时状态、BOD工作状态。l 采用CAN现场总线与站控进行通讯，能够把阀组状态、BOD状态、故障类型等上传到站控端。SVC监控装置采用6U高19/3英寸宽的标准机箱，前面板见图1.7.1。SVC监控装置共设5个子功能模块，分别是电源插件、主插件、扩展插件一、扩展插件二和显示板，其间通过底板相连。主插件负责同步信号接收、逻辑处理和通讯等核心功能，扩展插件负责接收来自高电位板的回报信号。SVC

16、监控装置的端子图如图1.7.2所示。其中，101109、201203、301315为光传输端子，其他端子为电气连结端子。端子101109、301315为光接收端口，用于连接阀组端高电位板，实现对回报信号和BOD动作信号的接收。端子201202为光接收端口，用于接收同步信号。电源插件端子说明请参照SVC调节装置。SVC监控装置共设置2种保护类型，保护动作后能够向站控端发送保护动作时间、动作类型、动作值等参量，具体名称及功能简介如下：l 晶闸管冗余不足：一相阀中有一个（6KV）或多个（35KV）晶闸管损坏，晶闸管冗余个数不够，SVC需退出运行。l 晶闸管故障：一相阀中有晶闸管回报不正常或BOD回报

17、。图1.7.1 SVC监控装置前面板图1.7.2 SVC监控装置端子图1.7.2操作说明装置上电后液晶首先显示“装置信息”菜单，装置信息菜单显示产品编号、装置名称和版本信息组成，见图1.7.3。按“退出”键后进入主菜单，主菜单共有2个子菜单，分别是“信息”和“状态”子菜单，如图1.7.4所示。在主菜单上把光标停到相应位置后，按“确认”键，可进入相应子菜单。 图1.7.3 装置信息菜单 图1.7.4 主菜单“信息”菜单用来显示阀组故障信息，正常情况下应如图1.7.5所示，异常时显示相应告警信息，例如当有晶闸管回报异常或BOD误回报时，此时“信息”菜单应显示“晶闸管故障”信息，见图1.7.6。 图

18、1.7.5 信息菜单 图1.7.6 晶闸管故障信息“状态”菜单用于显示阀组的当前状态，包括晶闸管回报状态和BOD回报状态两个界面，两个界面之间可通过“”、“”键切换。晶闸管回报状态界面如图1.7.7所示，图中“”表示晶闸管回报异常，“”表示晶闸管回报正常。BOD回报状态界面如图1.7.8所示,其中图中“”表示晶闸管BOD回报状态异常，“”表示晶闸管BOD回报状态正常。 图1.7.7 晶闸管状态界面 图1.7.8 BOD回报状态界面1.8控制系统运行方式SVC控制系统共有3种工作方式，分别是：“投入”、“自检”、“退出”。工作方式切换通过SVC控制屏前板所设置转换开关完成。在“投入”模式下，SV

19、C控制系统所有装置均正常工作，能够实现阀组的正常触发和监测。在“自检”模式下，SVC同步装置、SVC调节装置、SVC监控装置正常工作；SVC触发装置脉冲编码信号只有原单脉冲部分，双脉冲部分不再发送。此模式不对阀进行触发，主要用于对阀组状态的检测。在“退出”模式下，SVC同步装置、SVC调节装置正常工作； SVC触发装置、SVC监控装置停止工作，不接收、不响应、不发送任何信号。1.9站控系统SVC站控系统适用于35kV及以下电压等级，可完成TCR型SVC装置的全面监控，它还可实现SVC各滤波支路的自动投入、退出、联动跳闸动作等自动过程控制功能，减轻操作人员的工作负担，避免误操作。本系统提供完善的

20、通讯支持可接入各种自动化系统或继保单元，成为其下属智能化设备。系统就地控制工作站和站控操作台两个操作界面，通过向用户提供友好的人机操作界面，实现监测量的集中显示与可视化操作。1.9.1主要技术参数1、工作电源1) 电压：AC220V2) 频率：50Hz3) 功耗：500W2、通讯方式1）Canbus现场总线方式；最大传输速率10M b/s；2) 最大传输距离10Km。1.9.2站控结构1、硬件结构1）SVC站控是本系统就地显示和操作的主要界面，其硬件基础为一台一体化工作站，它主要安装在监控屏中，如图1.3.1。一体化工作站其正面示意图如图1.9.2：图1.9.2由图可见：该工作站正面由5个主要

21、区域组成：A区为带有LCD液晶显示屏区；B区为功能键区；C区为防水触控板，相当于笔记本电脑所用的触摸板(依据机型不同而定)；D区为一个带有锁的可关闭的小门，内有电源开关、前板USB接口、软盘驱动器、复位键、显示调整旋钮等；E区为键盘区；2）系统配置及资源说明一体化工作站中安装有MOXA卡，以扩充串口数量（现安装的为8个扩充串口），资源分配如下：COM1：与TM单元（可控硅在线监测装置）通讯（CAN）；COM2：与直流屏的通讯端口（RS232）；COM3：与水冷系统通讯（RS485）（水水SVC工程）；COM4：前置通讯子系统用于向后台子系统转发数据的端口（RS232）；COM8：后台子系统接收

22、数据端口（RS232）；COM9：触摸屏（RS232）串口；COM10：与综保单元的通讯端口（CAN）；COM11：与VC单元（阀控）通讯（RS485）；其余串口备用；2、软件结构本站控系统主要分为以下几个子系统：1) 前置通讯子系统：主要用于收集站内所有保护/测控/IDE装置的参数，使用各种标准通讯规约以一对多的方式进行发送，并对各上位机或后台监控子系统下达的各种控制命令进行分析后发往对应的设备正确执行。2) 后台监控管理子系统：它是站控系统中的人机接口部分，为值班人员实时显示系统运行参数、状态信息，同时接收值班人员的操作命令，将该命令转换为系统可识别的命令代码，实现值班人员对系统的控制及操

23、作。3) 绘图子系统：用于绘制主接线、阀组件等图形，以便能更直观的显示所监测内容；4) 配置子系统：主要用于配置整个站控所需的各种定义；5) 数据总线子系统：主要用于前置机向后台转发数据；1.9.3功能说明1、综述SVC站控系统与多个处理单元相连接，通过分层式的结构组成方式实现对多个监控量的监视与控制。该系统通过CAN现场总线实现现场级的数据共享通道，提高了系统可靠性和灵活性。站控系统与各单元的联系框图如下图所示：SVC站控系统采用了分层分布式结构，将多个不同的子系统有机的联系在一起。其中调节单元及水冷监控系统通过RS485串行通讯线与站控相连接，监控单元（TM设备）、保护单元等则通过CAN现

24、场总线实现现场级的高速数字通道。对上级自动化系统通过站控的前置通讯管理子系统进行数据互换。采用这种分层分布式结构，系统构架浅析，各层相互隔离，大大简化系统设计，增加系统可靠性和可扩展性。站控系统提供了友好的人机操作界面，通过图形化界面向用户提供最有效和直观的信息。2、通讯说明站控通过CAN总线、RS485总线或RS232与其它单元通讯。前置通讯管理子系统与后台监控子系统通讯采用DL/451-1991 CDT规约，还可以根据使用用户提供的其它完整文本特定规约及标准规约。前置通讯管理子系统与监控单元（TM设备）采用标准规约CANBUS2.0B，与水冷监控系统采用RS485规约，并可以根据具体情况使用定制的扩充规约，在其灵活性及可维护性上都具有显著的优势。