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风电干货电气篇---SVG无功补偿装置

日期:2020-02-07    来源:清河风电

国际新能源网

2020
02/07
08:57
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关键词: SVG装置 风电装置 风力发电

   一、SVG简介
  SVG是静止无功发生器的缩写,也被称为STATCOM。SVG采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进行动态无功补偿的装置,在补偿基波无功的同时,可以消除开关频率以下的谐波。
  二、SVG工作原理
  SVG是一种基于大容量静止变流器的动态无功补偿设备,以电压源型逆变器(Voltage Sourced Converter,简称VSC)为核心,经过电抗器或者变压器并联在电网上,通过调节逆变器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。
  三、SVG装置结构及主要元器件功能
  泰开电力电子有限公司生产的SVG装置主要由上级断路器、隔离开关、连接电抗器(连接变压器)、启动柜、功率柜、散热风道(水冷设备)以及控制屏等几部分组成(如下图)。
  1、电抗器
  串联电抗器(上图中L)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。
  2、启动柜
  SVG的启动柜主要由限流电阻、旁路接触器、CT、调试PT组成。SVG上级断路器合闸前,旁路接触器必须分闸,串联电抗、限流电阻和功率柜串联在一起,合闸时限流电阻可以防止系统直接给直流电容充电影响直流电容寿命以及减少对系统的冲击;SVG正常运行时,旁路接触器合闸,限流电阻被旁路接触器旁路;调试PT主要用于调试实验,正常运行中不使用。
  3、功率柜
  SVG功率柜由多个链接(即功率单元)串联组成(6kV每相由8个功率单元串联组成,10kV每相由12个功率单元串联组成,35kV每相由42个功率单元串联组成)。SVG功率单元由直流电容、IGBT、吸收电容、散热器、驱动板、取能电源等组成。链节内部控制电路采用自取能方式,可以有效解决高低压隔离;关键器件选用进口器件,设备的可靠性高。
  4、控制屏
  SVG控制系统主要由1台调节装置、1台同步装置、3台触发装置、3台SVG监控装置以及1台一体化工作站组成,另外还有24V直流电源、转换开关和空气开关等。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。
  四、SVG投入运行操作顺序
  SVG上级断路器合闸前,应首先检查控制屏上各控制单元、站控工作是否正常,有无告警信息,其次检查SVG功率柜散热用的风机运转是否良好。如果存在故障,应排除故障后再将SVG上级断路器合闸。
  为了减小SVG上级断路器合闸时对系统的冲击,SVG上级断路器合闸前应保证旁路接触器(KM)分闸,断路器分闸。
  SVG上级断路器合闸后,要通过监控装置观察SVG各相功率单元电压是否正常、各相功率单元间的电压是否平衡,如有异常应及时将断路器分闸。
  具体操作步骤如下:
  1、确认SVG隔离开关在合位,接地刀在分位;
  2、确认旁路接触器KM处于分闸状态;
  3、确认控制屏上各装置运行正常,各单机装置面板灯无告警,在站控通讯图中确认所有通讯正常(均显示绿色圆点);
  4、确认控制屏“转换开关”在“自检”状态;并在“自检”位置持续五分钟以上;
  5、打开风机电源的A/B/C风机的空气开关;
  6、合SVG开关柜断路器,通过控制屏“监控装置”观察SVG各功率单元电压,各相功率链节单元间压差应小于20V,各相监控装置无告警指示,“VC调节装置”无告警指示;
  7、完成以上步骤若无告警,合上链节箱内的的KM(旁路断路器),合闸按钮在控制屏上;
  8、将控制屏“转换开关”打到“投入”状态,设置开始正常工作,若此时或者以后巡检观察到有告警则将控制屏转换开关打到“自检”状态,联系厂家人员或者对照故障表查找故障。
  五、SVG退出运行操作顺序
  SVG退出运行时,首先将转换开关打到“自检”状态,使SVG的输出电流为零,然后再断开断路器。
  如果转换开关处于“运行”状态便分开上级断路器,由于SVG的输出电流不为零,连接电抗器中的电流会对功率单元造成冲击。
  具体操作步骤如下:
  1、将SVG控制屏上的转换开关打到“自检”状态;
  2、手动断开链节箱变内KM断路器(按钮在控制屏);
  3、断开SVG断路器;
  4、关闭SVG风机;
  5、再次确认KM旁路接触器已经自动分闸;
  6、分开SVG隔离开关、合隔离开关接地刀闸;
  六、SVG常见故障及处理方法
  在SVG上级断路器合闸前,如果站控装置发现有异常存在,如站控与各控制单元通讯异常或者旁路接触器处于合闸位等,将无法通过远方控制对断路器进行合闸操作,此时应排除故障后再进行断路器合闸操作。
  站控装置是否允许合闸可以通过观察控制屏允许合闸继电器指示灯进行判断,如果指示灯亮则表示站控允许远方合闸,反之则表示站控不允许远方合闸。
  SVG在运行中如果出现故障发生过电流现象,则调节装置会将SVG闭锁,以免对功率单元造成损坏。故障排除后,调节装置一分钟后自动“复归”解除闭锁,否则调节装置将一直闭锁SVG。
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