荣信RSVG系列链式高压静止无功发生器_用户手册_V1_1_[1].2.pdf

目录 0 荣信 RSVG 系列 链式高压静止无功发生器 用户手册 声明 荣信股份保留一切权利。RXPE是荣信股份的注册商标。本用户手册版本号：V1.1；更新时间：2010年5月。荣信股份保留不予通知而修改本手册的权利。虽然我们对本手册的内容作了全面审核，但谬误仍然难免。我们将不断检查本手册的内容，并在以后的版本中修订之。对高压静止无功发生器的某些功能未在本手册中加以阐述，但不能因此要在以后的提高型产品中增加或增强了这些功能而承担任何责任。前言 前言 前言 本手册属于用户文件。作为应用性了解，本手册提供了足够的信息。若欲安全可靠地使用高压静止无功发生器，从而充分体验先进的设计理念给予您的高级享受，强烈建议您深入阅读本手册的各项内容，特别是有关安全规程和警告的部分。您也可以从以下渠道获得完善有效的信息 当地办事处 当地办事处 请联系您所有地区的办事处，咨询有关服务、价格和调试事宜。技术支持中心 技术支持中心 这些中心，就我们的产品和系统，为客户提供全方位的技术服务。电话：86-0412-7213773/4/5/6 86-0412-7211425 传真：86-0412-7211426 在线服务和支持 在线服务和支持 一般性的技术问题和技术资料，也可以从如下网址获得 Web http:/ 联系地址 联系地址 荣信电力电子股份有限公司 中国 鞍山（总部）电话：86-0412-7213888 传真：86-0412-7213777 更多联系方式，请参见本手册封底。如果您在阅读本手册时有任何困惑之处，请按上面的联系方式垂询，我们将热情回应您的问题！-1-前言 定义和警告 定义和警告 危险危险 本手册以及高压静止无功发生器上带有“警示标志”的“危险”是指如果不遵守有关要求不采取相应措施，就会造成死亡或严重的人身伤害。警告警告 本手册以及高压静止无功发生器上带有“警示标志”的“警告”是指如果不遵守有关要求不采取相应措施，就存在可能造成死亡或严重人身伤害的潜在危险。注意注意 本手册以及高压静止无功发生器上带有“警示标志”的“注意”是指如果不遵守有关要求不采取相应措施，就存在可能导致轻度或中等程度人身伤害的潜在危险。注意注意 本手册以及高压静止无功发生器上不带“警示标志”的“注意”是指如果不遵守有关要求不采取相应措施，就存在导致财产损失的潜在危险。提示提示 本手册中的“提示”是指如果使用者对提示的问题不加注意就可能出现不希望有的结果或状态。说明说明 本手册中的“说明”是指出有关产品的重要信息，手册中的黑体字部分是要特别加以注意的问题。经过认证的人员经过认证的人员 本手册以及高压静止无功发生器的标志上所谓“经过认证的人员”是指，在本设备上进行工作的人员必须熟悉设备的安装、调试以及投运的步骤和要求，并能避免生产中出现的各种紧急情况。他（她）们还必须具备下列条件：1.受过专门培训并考试合格，能够按照常规和本手册的规定的安全操作步骤的要求对电路和设备进行上电、断电、清扫、接地和线路连接等各种操作。2.受过培训，能够按照常规和本手册规定的安全操作步骤的要求，正确进行设备的维护和使用。3.受过急救方面的培训。-2-前言 PE PE 通过接地导体的保护性接地，接地导体的截面大小应能保证在PE接地点与接地母线短接的情况下接地点的电压不超过50V。通常，该点用于高压静止无功发生器的接地。只能用于指定的应用领域只能用于指定的应用领域 本设备只能用于手册中指明的应用领域，而且只能与荣信公司推荐和认可的器件和部件配套使用。安全须知 安全须知 在安装和操作高压静止无功发生器前，应仔细阅读本用户手册。手册包含了有利于设备发挥完好性能、避免错误操作的必备信息。本安全须知适用于对高压静止无功发生器的所有操作；忽略它们能导致身体伤害甚至死亡。只允许熟悉电气相关规章制度、专业从事电气方面工作的经过认证人员安装和维护本设备。高压静止无功发生器为高压设备。请勿在带电状态维护高压静止无功发生器。切断高压静止无功发生器的高压供电后，至少需要等待一个小时才能允许打开高压静止无功发生器的柜门，以便功率单元内部直流电容残留电压能完全释放。要严格按照本使用手册的接线说明进行操作，错误接线可能导致高压静止无功发生器的损坏，也可能导致一些与之连接设备的损坏。在对电流互感器进行操作前，应确保其副边保持短路。请勿断开工作中电流互感器的副边。用户手册的内容描述了产品的特性，但是通常不是产品的保证书。使用中如果存在任何疑问，请及时向荣信公司提出。请按照相关法律、法规条款处理包装废弃物，注意包装材料的循环利用。以下的“警告”、“注意”和“提示”是为了您的安全而提出的，是防止设备及与其并联的部件受到损伤而采取的一些措施。在处理高压静止无功发生器相关事项时，通常都要涉及本节中列出的“警告”、“注意”和“提示”，它们分-3-前言 为以下几类：常规、运输和存放、调试、操作、维修以及拆卸和废品处理相关。特殊的“警告”、“注意”和“提示”：适用于特殊的操作，放在有关章节的开头，并在该章节需要的地方再加以重复和补充。请仔细阅读这些“警告”、“注意”和“提示”，因为它们为您提供了人身安全的保障，并且有助于延长高压静止无功发生器的使用寿命。常规相关 常规相关 警告 警告 本设备带有危险高电压，如果不遵守“警告”的规定，或不按本手册的要求进行操作，就可能造成死亡，严重的人身伤害或重大的财产损失。只有经过认证合格的专业人员才允许操作本设备，并且在使用设备之前要熟悉本手册中所有的安全说明和有关安装、操作和维护的规定。正确地进行搬运、装卸、就位、安装和操作维护，是实现本设备安全和成功地投运的可靠保证。本设备为高压设备，高压操作必须按正确的流程进行，现场由用户指定专门的高压操作人员、安全负责人员，否则可能造成死亡，严重的人身伤害或重大的财产损失。注意触电的危险。即使高压供电已经切断，高压静止无功发生器功率单元的直流母排及直流电容器上仍然残留有危险的直流电压，因此在高压断电2小时后直到功率单元内直流侧电容残余电能放完，才允许打开高压静止无功发生器的柜门，且禁止触碰功率单元的直流侧电容及相关链接铜排。注意触电的危险。控制系统控制电源由交流电变为直流电，当控制系统断电，直流电容器上仍然残留有危险的直流电压，因此在控制系统断电30分钟后，才允许检查和维护控制系统。注意触电的危险。如果接地失效，与之相连的部分或系统故障可能导致机壳与接地之间存在全部相电压大小的电压差。此时如果同时接触机壳和接地可能导致严重伤害，甚至死亡。注意 注意-4-前言 防止儿童和公众接触或接近本设备！本设备只能按照制造商规定的用途来使用。未经授权的改造或使用非本设备制造商所出售或推荐的零配件，可能导致火灾、触电或其它伤害。提示 请将本手册放在设备附近容易找到的地方，保证所有的使用人员都使用方便。如果要对正在处于运行状态的带电设备上进行测量或测试时，必须遵守安全法规VBG 4.0的规定，特别是其第8节关于“带电部件上工作时允许的安全距离”的规定。实际操作时，应该使用适当的电子器具。在安装和调试高压静止无功发生器之前，请您务必仔细阅读这些安全规则和警告，以及设备上粘贴的所有警示标志。确保警示标志置于醒目的地方，并更换已脱落或损坏的标志。运输和存放相关 运输和存放相关 警告 警告 正确的运输、存放、就位和安装，以及细心地操作和维护，对于高压静止无功发生器的正常和安全运行是至关重要的。注意 注意 在运输和存放期间，要保证高压静止无功发生器不致遭受物理性的冲击和振动，也必须保证它不受雨淋和不存放在环境温度过高的地方。调试相关 调试相关 警告 警告 未经培训合格的人员在本设备上的器件/系统上工作或不遵守“警告”中的有关规定，就可能造成严重的人身伤害或重大的财产损失。只有在设备的设计、安装、调试和运行方面受过培训的经过认证合格的专业人员才允许在本设备的器件/系统上进行工作。输入电源线只允许永久性紧固连接。设备必须接地（按照IEC 536 Class 1,-5-前言 NEC和其它适用的标准）。即使高压静止无功发生器处于不工作状态，以下端子仍然可能带有危险电压：高压电源输入端子 柜体内部直流母排及相连的直流电容 注意 注意 与本设备连接的电源电缆、控制电缆，都必须按照本手册中相关图示方式进行连接，以避免由于高压静止无功发生器工作所造成的干扰 运行相关 运行相关 警告 警告 高压静止无功发生器在高压下运行；高压静止无功发生器在运行时，其某些部件上不可避免地存在危险电压；为保证高压静止无功发生器能取得良好补偿效果，需通过操作工控机显示界面输入运行现场的参数，如用户自行配置的电压互感器、电流互感器变比等，必须与实际情况完全相符。现场通风良好，高压静止无功发生器风机启动正常，使高压静止无功发生器达到好的散热效果，防止系统出现过热甚至着火。维修相关 维修相关 警告 警告 设备的维修，只能由荣信公司的服务部门、荣信公司授权的维修中心或者经过认证合格并得到授权的人员进行。这些人员应当是十分熟悉本手册中提出的所有警告，以及正确的操作步骤；任何有缺陷的部件和器件都必须用相同的元件更换；在打开高压静止无功发生器的柜门进行维修之前，一定要先断开高压、再断开控制电；应至少要等设备断电2小时后直到功率单元内直流侧电容残余电能放完，才能打开柜门进行维修。-6-前言 拆卸和废品处理相关 拆卸和废品处理相关 注意 注意 本设备的包装箱是可以重复使用的。请保管好包装箱以备将来使用或把它返还给制造商。-7-目录 目 录 1荣信RSVG的概述.1目 录 1荣信RSVG的概述.1 1.1 无功与谐波问题.11.1 无功与谐波问题.1 1.1.1 无功问题1.1.1 无功问题.1 1.1.2 谐波问题1.1.2 谐波问题.1 1.2 荣信RSVG的功能与特点.21.2 荣信RSVG的功能与特点.2 1.3 荣信RSVG的适用范围.31.3 荣信RSVG的适用范围.3 2荣信RSVG的工作原理.52荣信RSVG的工作原理.5 2.1 荣信RSVG的基本结构.52.1 荣信RSVG的基本结构.5 2.2 荣信RSVG的工作原理.52.2 荣信RSVG的工作原理.5 2.3 荣信RSVG的拓扑结构.62.3 荣信RSVG的拓扑结构.6 3荣信RSVG的系统组成.83荣信RSVG的系统组成.8 3.1 控制柜.83.1 控制柜.8 3.1.1 主控单元3.1.1 主控单元.9 3.1.2 采样单元3.1.2 采样单元.15 3.2 功率柜.173.2 功率柜.17 3.2.1 功率单元3.2.1 功率单元.18 3.3 充电柜.193.3 充电柜.19 4荣信RSVG的技术参数及规格型号.204荣信RSVG的技术参数及规格型号.20 4.1 荣信RSVG的技术参数.204.1 荣信RSVG的技术参数.20 4.2 荣信RSVG的规格型号.214.2 荣信RSVG的规格型号.21 5荣信RSVG的运输、储存及安装.235荣信RSVG的运输、储存及安装.23 5.1 高压静止无功发生器的运输及储存.235.1 高压静止无功发生器的运输及储存.23 5.2 高压静止无功发生器的机械安装.235.2 高压静止无功发生器的机械安装.23 5.2.1 安装环境5.2.1 安装环境.23 5.2.2 安装空间尺寸5.2.2 安装空间尺寸.23 5.2.3 机械安装要求5.2.3 机械安装要求.23 5.3 高压静止无功发生器的电气安装.245.3 高压静止无功发生器的电气安装.24 5.3.1 电气安装注意事项5.3.1 电气安装注意事项.24 5.3.2 电气安装要求5.3.2 电气安装要求.24 6荣信RSVG的简明调试.266荣信RSVG的简明调试.26 6.1 通电前目测.266.1 通电前目测.26 6.2 控制系统的调试.266.2 控制系统的调试.26 6.3 高压调试.276.3 高压调试.27 7荣信SVG的运行操作.287荣信SVG的运行操作.28 7.1 运行前准备.287.1 运行前准备.28 7.2 荣信RSVG运行操作.287.2 荣信RSVG运行操作.28 7.2.1 荣信RSVG启动7.2.1 荣信RSVG启动.28 i 目录 ii 7.2.2 荣信SVG切除7.2.2 荣信SVG切除.29 7.2.3 荣信RSVG运行注意事项7.2.3 荣信RSVG运行注意事项.29 8荣信SVG的保养及维护.308荣信SVG的保养及维护.30 8.1 维护注意事项.308.1 维护注意事项.30 8.2 日常维护及巡视.308.2 日常维护及巡视.30 8.3 定期维护.318.3 定期维护.31 8.4 定期保养.318.4 定期保养.31 9荣信RSVG的故障处理.339荣信RSVG的故障处理.33 9.1 荣信RSVG故障查询.339.1 荣信RSVG故障查询.33 9.2 常见异常现象的处理.339.2 常见异常现象的处理.33 9.3 故障原因及处理方法.349.3 故障原因及处理方法.34 10荣信SVG的监控系统.3610荣信SVG的监控系统.36 10.1 用户登录.3710.1 用户登录.37 10.2 设备状态.3710.2 设备状态.37 10.3 事件和报警信息.3810.3 事件和报警信息.38 10.4 主接线.3810.4 主接线.38 10.5 实时曲线.4010.5 实时曲线.40 10.6 历史记录.4310.6 历史记录.43 10.7 历史曲线.4410.7 历史曲线.44 10.8 事件记录.4610.8 事件记录.46 10.9 用户操作记录.4710.9 用户操作记录.47 10.10 系统参数.4810.10 系统参数.48 10.11 主接线管理.5010.11 主接线管理.50 10.12 修改密码.5310.12 修改密码.53 10.13 用户管理.5310.13 用户管理.53 11.荣信RSVG的数据服务.5611.荣信RSVG的数据服务.56 11.1 查看数据服务.5611.1 查看数据服务.56 11.2 数据服务参数设置.5611.2 数据服务参数设置.56 11.3 自动维护数据库.5711.3 自动维护数据库.57 12.荣信RSVG的数据管理.5812.荣信RSVG的数据管理.58 12.1 启动数据管理界面.5812.1 启动数据管理界面.58 12.2 数据设置.5812.2 数据设置.58 12.3 模块管理.6112.3 模块管理.61 12.4 参数设置.6312.4 参数设置.63 13.荣信RSVG的外供通讯设置.6713.荣信RSVG的外供通讯设置.67 13.1 添加ModBus客户端模块.6713.1 添加ModBus客户端模块.67 13.2 外供数据通讯设置.6713.2 外供数据通讯设置.67 13.3 外供数据节点表设置.6813.3 外供数据节点表设置.68 荣信 RSVG 的概述 1荣信 RSVG 的概述 1荣信 RSVG 的概述 1.1 无功与谐波问题 1.1 无功与谐波问题 1.1.1 无功问题 1.1.1 无功问题 在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯都是阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线也消耗一些无功功率。除此之外，一些电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置、如相控整流器等，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。电网中无功的增大，会对电网产生影响，主要表现在：（1）无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。（2）无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加。（3）使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。传统的无功补偿装置响应速度慢，不能迅速投入，不能满足系统无功需求，从而造成系统电压失稳。应用动态无功补偿设备，利用动态无功补偿设备快速响应的特点，可有效地改善系统的电压稳定性，改善电能质量。1.1.2 谐波问题 1.1.2 谐波问题 引起电力系统谐波的主要谐波源有铁磁设备、电弧设备以及电力电子设备。其中铁磁设备谐波源包括变压器和旋转电机等，电弧设备谐波源包括电弧炉、电弧焊和放电型照明设备（荧光灯）等，这两种谐波源的非线性是由铁芯饱和及电弧的物理特性导致，都是无源型谐波源；电力电子设备谐波源主要包括家用电器及计算机等的电源、交直流调速电机、直流开关电源、充电器及其他整流/逆变设备，其非线性是由电力半导体器件的开关过程导致的，属于有源型。随着电力电子装置应用的日益增多和容量的不断增大，这部分电力电子设备所产生的谐波1 荣信 RSVG 的概述 所占比重也越来越大，目前已成为电力系统的主要谐波污染源。随着这些非线性负载的使用量增大，谐波问题日益突出。谐波问题产生的危害主要表现在：（1）使电网中的设备产生附加谐波损耗，从而降低发电、输电及用电设备的使用效率。（2）产生额外的热效应，从而引起用电设备（旋转电机、电容器、变压器）发热，使绝缘老化，降低设备的使用寿命，甚至被损坏。（3）引起一些保护设备误动作，如继电保护、熔断器等。（4）导致电气测量仪表计量不准确。（5）通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近电子设备和通信系统产生干扰，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。（6）大大增加了系统谐振的可能。谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联或串联谐振，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，造成过电流，引起电容器、与之相连的电抗器和电阻器的损坏。谐波产生的这些危害日益明显，迫使供电公司对一些大用户进行严格管制，限制其产生谐波电流的大小，以此来消除谐波污染产生的电能质量问题。1.2 荣信 RSVG 的功能与特点 1.2 荣信 RSVG 的功能与特点 荣信 RSVG 是当今无功补偿领域最新技术的代表。RSVG 并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。RSVG 的主要功能如下：（1）提高线路输电稳定性（2）维持受电端电压，加强系统电压稳定性（3）补偿系统无功功率，提高功率因数（4）谐波动态补偿，改善电能质量（5）抑制电压波动和闪变（6）抑制三相不平衡 荣信 RSVG 是基于电压源型变流器的补偿装置，实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。RSVG 较传统的无功补偿装置有如下特点：2 荣信 RSVG 的概述（1）响应速度更快，最快可达 5ms；（2）电压闪变抑制能力更强，大于 80%；（3）运行范围更宽，-100%至+100%；（4）补偿功能多样化，无功补偿、谐波补偿、负序补偿、综合补偿；（5）谐波含量极低，几乎无谐波，还能滤波；（6）占地面积小，现场施工量小。1.3 荣信 RSVG 的适用范围 1.3 荣信 RSVG 的适用范围 1.区域电网 1.区域电网 高能耗的工业负荷在我国总用电负荷中占了较大成分，如钢铁冶金、石油化工等，这些大工业用户往往有自己的电网系统。供电部门对这些大用户有功率因数与电能质量等技术指标约束，利用荣信 RSVG 系统对这些大用户自己内部的电网进行综合无功补偿，达到电力系统对其功率因数与电能质量的要求，同时自身也取得了节能降耗的巨大效益。常见的工业用户包括大型电焊机、大型木材加工厂、重型粉碎机、矿井提升机、港口大型起重机等。2.风电场 2.风电场 风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。另一方面，系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响。荣信 RSVG 是风电场补偿的最佳选择，不仅可以满足风电接入系统的功率因数、电压波动与闪变等要求，还可以减小系统扰动对风机的影响。与电容器和电抗器的配合使用，使基于 RSVG 的综合补偿系统成本更低、性能更好。而且 RSVG 的可移动性、可扩展性，也使得整个无功补偿系统可以随着风电场的建设同步扩展。3.轧机 3.轧机 轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率，使功率因数降低，负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以 5、7、11、13 次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网电压产生严重畸变。安装荣信 RSVG 系统可以完美地解决上述问题，保持母线电压平稳，无谐波干扰，功率因数接近 1。能同时补偿无3 荣信 RSVG 的概述 4 功功率和消除谐波的功能，使 RSVG 成为轧机等工业用户无功补偿的首选。4.电弧炉 4.电弧炉 电弧炉作为非线性及无规律负荷接入电网，将会导致电网严重三相不平衡，产生负序电流。而且会产生高次谐波，其中普遍存在如 2、4 次偶次谐波与 3、5、7 次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化，存在严重的电压波动和闪变，功率因数低下。彻底解决上述问题的唯一方法是用户必须安装具有快速响应速度的荣信 RSVG，系统响应小于 5ms，完全可以满足严格的技术要求，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定母线电网电压，增加冶金有功功率的输出，提高生产效率，并且最大限度地降低闪变的影响。RSVG 具有的分相补偿功能可以消除电弧炉造成的三相不平衡，滤波装置可以消除有害的高次谐波并通过向系统提供容性无功来提高功率因数。5.电力机车供电系统 5.电力机车供电系统 电力机车运输方式在保护环境的同时也对电网造成了严重“污染”，因电力机车为单相供电，这种单相负荷就造成了供电网的严重三相不平衡及较低的功率因数，并产生负序电流。目前解决这一问题的唯一途径就是在铁路沿线适当位置安装荣信 RSVG，通过 RSVG 的分相快速补偿功能来平衡三相电网，并提高功率因数。当牵引系统接入较薄弱电网时，利用 RSVG 的电压支撑能力，可以充分提高牵引供电能力，提高牵引变压器等设备的利用率，同时还能够抑制系统低频振荡。RSVG以其优异的性能价格比不仅从技术上而且从经济上完美地解决了这一问题。6.提升机等其他重工业负载 6.提升机等其他重工业负载 提升机等其他重工业负载在工作中会引起电网电压降及电压波动，使功率因数降低，另外传动装置会产生大量有害高次谐波。安装荣信 RSVG 能够稳定电网电压，提高功率因数，有效抑制高次谐波，可以完美地解决重工业负载在工作时所引起的电网问题。荣信 RSVG 的工作原理 2荣信 RSVG 的工作原理 2荣信 RSVG 的工作原理 SVG（Static Var Generator），即高压静止无功发生器，又称作高级静止无功补偿器 ASVC(Advanced Static Var Compensator)或静止补偿器 STATCOM（Static Compensator）,就是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG 是迄今为止性能最优越的静止无功补偿设备。2.1 荣信 RSVG 的基本结构 2.1 荣信 RSVG 的基本结构 简单地说，荣信 RSVG 系列高压静止无功发生器的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，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。2.2 荣信 RSVG 的工作原理 2.2 荣信 RSVG 的工作原理 荣信 RSVG 系列高压静止无功发生器工作时通过电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成与交流侧电网同频率的输出电压，类似一个电压型逆变器，只不过其交流侧输出接的不是无源负载，而是电网。因此，当仅考虑基波频率时，RSVG可以等效地被视为幅值和相位均可以控制的一个与电网同频率的交流电压源。它通过交流电抗器连接到电网上，无功的性质和大小靠调节电流来实现。荣信 RSVG 的工作原理可以用下图所示的单相等效电路图与电流超前和滞后工作的相量图来说明。a）单相等效电路 b）相量图 图 2-1 荣信 RSVG 等效电路及工作原理（未计及损耗）连接电抗器的损耗和变流器本身的损耗（如管压降、线路电阻等），并将总的损耗集中作为连接电抗器的电阻考虑，则 RSVG 的实际等效电路图与其电流超前和滞后工作的相量图如下图所示。5 荣信 RSVG 的工作原理 a）单相等效电路 b）相量图 图 2-2 荣信 RSVG 等效电路及工作原理（计及损耗）荣信 RSVG 详细的工作模式及其补偿特性如下表所示。表 2-1 荣信 RSVG 的运行模式及其补偿特性说明 运行模式 运行模式 波形和相位图 波形和相位图 说明 说明 空载运行模式 当 UI=US时，荣信 RSVG 不进行补偿 感性运行模式 当 UIUS时，荣信 RSVG 等效 为 连 续 可调的电容 2.3 荣信 RSVG 的拓扑结构 2.3 荣信 RSVG 的拓扑结构 荣信 RSVG 系列链式高压静止无功发生器采用相内功率单元串联技术，通过三相星形接法实现高压输出。下图为链式高压静止无功发生器的拓扑结构图。6 荣信 RSVG 的工作原理 图 2-3 链式 SVG 拓扑图 功率单元采用 H 式拓扑结构，技术可靠。荣信 RSVG 系列链式高压静止无功发生器的这种拓扑结构，极大的提高了高压静止无功发生器的可靠性、灵活性和可维护性。下图为链式高压静止无功发生器功率单元的拓扑结构图。UV 图 2-4 链式 SVG 功率单元 7 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 3荣信 RSVG 的系统组成 3荣信 RSVG 的系统组成 荣信 RSVG 系列高压静止无功补偿器主要由控制柜、功率柜和充电柜组成。图 3-1 荣信链式 SVG 3.1 控制柜 3.1 控制柜 荣信 RSVG 的控制柜工业控制机、控制系统硬件和电源系统组成，用来控制RSVG 实现预期控制目标、监控系统运行状态、与上位机进行通讯等，其稳定可靠工作保证了整个系统的安全、可靠运行。图 3-2 链式 SVG 控制柜 8 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 工业控制机是荣信 RSVG 系统内上位机软件的运行系统，除了用来设置荣信RSVG 系统运行参数外，还用来监控、显示系统运行状态，是荣信 RSVG 与外部系统人机交互的接口。为保证荣信 RSVG 的供电可靠性，在控制柜内还配备了电源系统，利用两个独立电源同时给控制系统供电，实现供电系统的冗余设计。荣信 RSVG 的控制系统硬件上由主控单元和采样单元组成，它们是荣信 RSVG系列高压静止无功发生器的大脑。3.1.1 主控单元 3.1.1 主控单元 主控单元是由荣信公司自主研发的全数字信号控制装置，内置总线板、主控板、数字板、模拟板、电源板、PWM 板、PWM 扩展板、通讯板。通过荣信公司链式 SVG 监控软件设置系统参数，主控单元便可实现链式 SVG 的闭环控制、快速保护及网络通讯等控制功能。总线板主要功能为整个控制机的电源供给、各板数据传输及内、外部数据交换。CPU 板、数字板、模拟板主要用于用户现场各种信号的处理,链式 SVG 系统运行和故障的连锁。PWM 板主要用于主控单元与各功率单元板间的光纤通讯连接。通讯板主要用于荣信链式 SVG 与外界的通讯连接，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊要求。1.主控板 1.主控板（1）功能概述 主控板（CPU 板）是主控单元的核心组件，主要完成 RSVG 控制系统的核心控制功能，已及与工控机通信功能，进行信息交互。（2）主要技术参数 与工控机通讯可中转以下数据：系统参数设置 系统通信状态 开关量信号 保护状态 系统的启动以及停止 系统及单元复位 单元直流电压及故障状态 9 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 系统工作状态（3）指示灯状态说明 LED1：5V 电源工作指示；LED2：CPLD 工作指示灯；LED3：程序运行指示灯；LED4：故障指示灯；LED5：过流指示灯。（4）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 图 3-3 主控板 2.数字板 2.数字板（1）功能概述 数字板主要对开关量信号进行处理，通过总线板将接收到的外部数字量信号传送至主控板进行处理，并接受主控板指令输出数字量控制信号，通过外部继电器控制外部设备。（2）主要技术参数 10 路数字量输入接口 10 路数字量输出接口（3）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 10 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 安装方式：插卡式安装 图 3-4 数字板 3.模拟板 3.模拟板（1）功能概述 模拟板主要对模拟量信号进行处理，通过总线板将接收到的外部模拟字量信号传送至主控板进行处理，并接受主控板指令直接输出模拟量信号。（2）主要技术参数 与主控板中转以下数据：SVG 待补偿点 PT 信号 SVG 待补偿点 CT 信号 SVG 输出 CT 信号 SVG 待补偿点上级变压器 CT 信号（3）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 11 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-5 模拟板 4.PWM 板 4.PWM 板（1）功能概述 PWM 板主要接收功率单元光信号，经过处理后传输到主控板，将主控板指令处理后通过光纤传送到功率单元，PWM 扩展板用来扩展光纤接口。（2）主要技术参数 18 路光纤发送信号 18 路光纤接收信号（3）LED 显示说明 LED1：5V 电源工作指示灯；LED2：FPGA 运行正常指示灯；LED3：SVG 运行指示灯；LED4：故障指示灯；LED5：DSP 运行正常指示灯；（4）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 12 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-6 PWM 板和 PWM 扩展板 5.通讯板 5.通讯板（1）功能概述 通讯板主要与工业控制计算机以及上位机进行通讯，实现外部设备与主控板的数据交换。（2）主要技术参数 Modbus 通信接口 Profibus 通信接口（3）LED 显示说明 LED1：5V 电源工作指示灯；（4）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 图 3-7 通讯板 13 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 6.电源板 6.电源板（1）功能概述 电源板的功能是为控制机系统主控单元和采样单元内的各个电路板提供电源，电源板的输入为 DC220V，输出为+15V、-15V、+5V。（2）主要技术参数：输入：DC220V/AC220V 输出：DC+15V、-15V、+5V 供给：主控单元及采样单元用电（3）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 图 3-8 电源板 7.主控单元总线板 7.主控单元总线板（1）功能概述 主控单元总线板的作用是负责与总线板连接的各个电路板间的数据传输及与外部电路系统的数据交换。（2）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：426.7mm160mm 安装方式：螺栓固定式安装 14 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-9 主控单元总线板 3.1.2 采样单元 1.网侧 CT 板 3.1.2 采样单元 1.网侧 CT 板 （1）功能概述 CT 输出的电流信号首先经过 CT 板上的电流互感器后，送运算放大电路做电流/电压变换，得到相应的电压信号，因此电压信号与电流信号幅值成一固定比例关系，且相位相同，最后将此电压信号送至主控单元进行处理。（2）主要技术参数 额定电流：5A，或 1A 测量范围：0-20A 电流互感器变比：2500:1，或 500:1（根据外部 CT 型号选择）绝缘电压：原边与附边电路间 3000V（50Hz），耐受时间 1 分钟 线性失真：0.1%频率范围：50Hz10%工作温度：-40+85 摄氏度（3）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 15 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-10 网侧 CT 板 2.网侧 PT 板 2.网侧 PT 板（1）功能概述 PT输出的0100电压信号经由PT板上电压互感器后送至主控单元进行处理，电压信号包括 PT 相电压和线电压。此外 PT 板还将采样信号上传给数据采集卡。（2）主要技术参数 输入额定电压：200V 测量范围：0240V（50Hz）电压变比：200:5 绝缘电压：原边与副边电路之间 3000V（50Hz），耐受时间 1 分钟 线形失真：0.1%频率范围：50Hz10%工作温度：-40+85 摄氏度（3）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：160mm234mm 安装方式：插卡式安装 16 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-11 网侧 PT 板 3.采样单元总线板 3.采样单元总线板（1）功能概述 采样单元总线板的作用是负责与总线板连接的各个电路板间的数据传输及与外部电路系统的数据交换。（2）外形尺寸及安装方式 外形尺寸：426.7mm160mm 安装方式：螺栓固定式安装 图 3-12 采样单元总线板 3.2 功率柜 3.2 功率柜 功率柜主要由功率单元组成，是荣信 RSVG 系列高压静止无功发生器的主体 17 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-13 功率柜 3.2.1 功率单元 3.2.1 功率单元 功率单元内部主要由功率单元板、IGBT 模块、薄膜电容、突波吸收电容、型材散热器等。功率单元板接收主控单元发来的控制信号，经过解码生成触发脉冲控制 IGBT 的开通与关断，产生预期的补偿电流。功率单元板同时还有直流侧电压检测、故障检测以及通讯功能等。功率单元板检测的直流电压状况通过通讯功能上传到控制机系统。功率单元的故障检测包括 IGBT 过流、直流侧电压过压和功率单元超温，实现对单元最主要最直接的保护。检测到功率单元故障时，会在第一时间实现对设备的保护，并将故障信息反馈给控制机系统。功率单元板主要技术参数：输入信号：功率单元直流侧电压；IGBT 过压、过流检测信号；散热器温度保护信号。输出信号：4 路 IGBT 驱动脉冲信号；。IGBT 状态信号；单元状态信号。光纤信号：1 路 TXD 通讯发送信号；18 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 1 路 RXD 通讯接受信号。图 3-14 功率单元板 薄膜电容为功率单元直流侧提供直流电压支撑，为了限制电路电压上升率过大，在 IGBT 模块两端并联突波吸收电容，确保 IGBT 的安全运行。型材散热器确保了工作中 IGBT 的热量能及时散发出去，保证了 IGBT 的工作可靠性。3.3 充电柜 3.3 充电柜 充电柜是荣信 RSVG 系列链式高压静止无功发生器用来给系统充电并抑制谐波的。充电电阻用来限制 SVG 初始电流，充电完成后，合上充电柜接触器即可。三相电抗器串联在链式 SVG 输出侧，用来抑制 SVG 谐波。19 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 图 3-15 充电柜 4荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 4荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 4.1 荣信 RSVG 的技术参数 4.1 荣信 RSVG 的技术参数 表 4-1 荣信 RSVG 技术参数 输入 输入 电网电压 电网电压，6kV/10kV/35kV/27.5kV/55kV 最高允许运行电压 0.95（补偿容量范围内）谐波 满足电能质量公用电网谐波标准 GB/T 14549-93 系统响应 最快可达 5ms 可靠性及寿命 设计寿命 20 年，平均失效间隔 MTBF75000 小时，平均恢复时间 MTTR5 分钟 控制 控制 20 荣信 RSVG 的技术参数及规格型号 控制方式 瞬时电流检测技术、PWM 电流跟踪控制技术、直接电流闭环控制技术 控制芯片 采用最先进的数字信号处理器 DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD 附属功能 全数字微机控制，实时通讯网，自诊断功能，双路供电 控制功能 无功功率补偿、谐