SVC装置原理和构成

SVC装置原理和构成南京南瑞继保电气有限公司Chench主要内容„SVC的工作原理„SVC的主要构成„常见问题及处理主要内容之一„SVC的工作原理工作原理—基本概念„什么是SVC？SVC是英文StaticVarCompensator的首字母缩写或简称，代表的意思是“静止型动态无功补偿装置”。追踪无功功率：在电能的传递和转换过程中，用于建立和维持传递通道或转换媒质所需要的电功率。供电主变公共连接点PCC系统提供的有功Ps负荷无功QloadBL负荷有功Pl系统提供的无功Qs无功补偿负荷需要的无功，通过专门的装置来提供，不再由系统或电源输送，该过程称为无功补偿。工作原理—基本概念供电主变公共连接点PCC系统提供的有功Ps负荷无功QloadBL负荷有功Pl系统提供的无功Qs补偿无功Qfc„什么是TCR？TCR是英文ThyristorControlledReactor的首字母缩写，意思是“晶闸管控制电抗器”。工作原理—基本概念QtcrTCR关断TCR开通„晶闸管晶闸管（Thyristor）又叫可控硅(SiliconControlledRectifier,SCR)。是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极。第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，多出的门极使得其导通时刻能够受到控制。工作原理—基本概念TCR的工作原理流过空心电抗器的电流是由一个可控硅阀组来控制的。借助于对可控硅触发相角的调整，就可以改变流过空心电抗器的电流（基波有效值），从而使得电抗器提供（吸收）的无功能够满足SVC的整体补偿目标要求。不同触发角度下的TCR电流波形工作原理—基本概念工作原理SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并联的空心电抗器来吸收。波动负荷UsXsQlQtQcQsQsvc工作原理无SVC时：Qload=Qs有SVC时：Qload=Qsvc其中：Qsvc=Qfc-Qtcr而此时：Qs=0或cos(phi)=1即系统功率因数为1了。BLSVC的工作原理图SVC提供的无功Qsvc可调感性无功Qtcr负荷无功Qload系统提供的无功Qs容性无功Qfc公共连接点PCC供电主变„SVC的主要类型„晶闸管控制电抗器（TCR：ThyristorControledReactor）„晶闸管投切电容器（TSC：ThyristorSwitchedCapacitor）„晶闸管投切电抗器（TSR：ThyristorSwitchedReactor）„开关投切电容器/滤波器（FC：FixedCompensator，BSC：BreakerSwitchedCapacitor/Filter）„以上各项组合工作原理—SVC分类目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+MSC（FC）形式。„应用领域„电网„输电系统„配电网„风力发电„工业用户„冶金：电弧炉、精炼炉„钢铁：轧钢机„电气化铁路：牵引站„化工：工业研磨机、电解电源„采矿：矿石提升机械„港口：海港起重机„重型加工业：大型木材加工机械、大型焊接机械工作原理—应用领域主要内容之二„SVC的主要构成主要构成主要构成—降压变压器„降压变压器(根据需要)通常为三绕组变压器„型号和参数示例SF11-120000/220三相风冷11型油浸式变压器，额定容量120000kVA，额定高压220kV；分接开关、接线形式、短路阻抗Uk%降压变压器主要构成—开关柜„开关柜常用SF6开关型号和参数示例KYN28-40.5-2500/31.5可移开式户内开关柜、设计序号28、额定电压40.5kV、额定电流2500A、额定短路开断电流31.5kA。SF6开关：FP4031G（阿海珐）FP系列，额定电压40kV、短路开断电流31kA、额定电流2500A中压开关柜主要构成—隔离开关„隔离开关常用：瓷支柱、水平断口、三相连动„型号参数示例GW4-40.5-1250户外隔离开关、水平断口、瓷支柱、三相连动、额定电压40.5kV、额定电流1250A户外隔离开关主要构成—相控电抗器„相控电抗器常用：空心、铝绕组、环氧固封、空气绝缘、自然冷却„型号参数示例BKGKL-35-28X2-1200并联电抗器、干式、空心、铝绕组；额定电压等级35kV、电感28mH且2分裂、额定电流1200A相控电抗器主要构成—滤波器„滤波器常采用非集合式单元构架组合„型号及参数示例„滤波电抗器：LKGKL-35-26-320„滤波电容器单元:AAMr-6.5-500滤波器组主要构成—电流互感器„电流互感器常用：环氧树脂浇注、全封闭支柱式结构，部分带有硅橡胶外套，防污能力强。„型号参数示例LZZB2-35W-800/5-0.5/10P15浇注型、支柱式带保护级电流互感器，设计序号2，电压等级35kV，户外使用。额定一次电流800A，二次电流5A，测量精度0.5级，保护精度10%，保护精度适用范围15倍额定电流。电流互感器主要构成—避雷器„避雷器常用：以金属氧化物（ZnO）电阻片为核心，瓷或复合外套为辅件的过电压保护设备。„型号参数示例YH5WR-54/134W-400复合外套金属氧化物避雷器、标称放电电流5kA、无间隙、适用于电容器补偿、额定电压54kV、标称放电电流下的残压134kV，属防污型结构，且2ms方波通流容量400A。避雷器主要构成--晶闸管阀组„晶闸管阀组图片，立式、空气绝缘、水冷却„型号参数晶闸管阀组照片主要构成--晶闸管阀组„晶闸管阀组构成和编号阀体、支撑、底座上下极板、左右水管、中间光缆相柱：为左正右负晶闸管级：从上到下自然数编号，单元编号加相柱标识，相应的TCU一定接在单元的阴极端。晶闸管阀组主要构成—晶闸管„晶闸管常用：大功率相控应用、瓷外壳、双面散热（饼式），适合压装。„型号参数示例KP-03X6500普通型可控硅（晶闸管），封装形式“X”型，额定电流350A，额定电压6500V，版本号00。晶闸管主要构成—纯水冷却器„纯水冷却器通常采用密闭纯水循环冷却系统„型号及参数示例LSF-200Z以水为主循环冷却介质，与空气的热交换采用风冷却形式的冷却系统，额定冷却容量200kW，具有智能控制和保护功能。纯水冷却系统主要构成—控制保护系统„控制保护系统现采用南瑞继保UAPC平台的，全数字、智能化、具有高速处理能力的控制保护系统„型号及参数示例SVC的控制保护系统主要构成—现场配置„SVC系统布置三维侧视图主要构成—现场配置„SVC系统布置三维俯视图„SVC装置现场照片—相控电抗器和滤波器主要构成—现场照片„SVC现场照片--35KV阀组主要构成—现场照片主要内容之三„常见问题及处理常见问题及处理„晶闸管阀组问题1、晶闸管损坏现象：从后台界面看到阀组中相应位置的晶闸管状态显示为红色，即表示该位置的晶闸管为故障状态。判断：用万用表测试该晶闸管级的电阻时，显示为零或接近为零。拆除该级的两只晶闸管之间任意一组软连接线，分别测试两只晶闸管的阳极和阴极之间的电阻值，最终确定损坏的晶闸管。更换：按照《SVC阀组维护说明书》中相应的元件更换方法执行。晶闸管及更换工具常见问题及处理„晶闸管阀组问题2、TCU损坏现象：无IP信号回报；施加触发脉冲后，晶闸管并不导通；未出现过电压时，得到FP信号等。判断：可能的原因，TCU取能回路损坏、回报电路异常等。更换：使用常规工具更换新的TCU单元。晶闸管控制单元TCU常见问题及处理„晶闸管阀组问题3、阻尼电容损坏现象：外壳焊接处开裂、鼓肚子、漏油等。判断：电容器内部油层过低，导致介损增大发热，当散热条件不好时，内部膨胀造成损坏。更换：使用常规扳手进行更换。阻尼电容器常见问题及处理„晶闸管阀组问题4、光缆损坏现象：后台显示无IP信号，或某位置元件故障。判断：交换同串相邻的两根IP光缆，现象转移。更换：通常可将同串备用光缆接入，否则，需要重放芯光缆。触发回报光纤常见问题及处理„晶闸管阀组问题5、水管法兰渗漏水现象：阀组进出水管的弯管部分两头连接法兰，出现渗漏水现象。判断：法兰固定螺钉松动？内部密封O型圈变形？法兰对接不平整？更换：常用工具调整，或者更换密封圈。阀组水管及法兰常见问题及处理„电抗器的问题1、匝间击穿现象：电抗器线圈绕组匝间局部烧坏，有放电击穿痕迹。判断：通常因绝缘老化、包封损坏导致受潮、其它硬破坏等造成。更换：局部修补或整体绕组更换。相控电抗器匝间击穿常见问题及处理„电抗器问题2、绕组过热损坏现象：明显的局部或大部烧毁现象，通常玻璃纤维或环氧会烧黑泛白，严重时，铝绕组会外露。判断：绕组长期过载运行，导致发热严重，温度超过了绝缘材料的允许值。更换：确定过载原因，更换损坏绕组。相控电抗器热损坏常见问题及处理„滤波电容器问题1、漏油现象：滤波电容器外部出现明显油迹，严重时有滴漏出的油珠。判断：通常由箱体密封处焊接质量或套管接口密封不严造成，少部分原因是运行过载造成温度超标引起。更换：分析原因，及时更换备用电容器。滤波电容器漏油常见问题及处理„滤波电容器问题2、瓷瓶破裂现象：电容器瓷瓶套管出现裂缝或明显损坏。判断：通常是运输或搬移过程中，未按照规定执行造成。更换：更换新的同型号电容器，因注意配平偏差符合要求。滤波电容器瓷套破裂常见问题及处理„水冷却器问题1、阀门漏水现象：正常水路循环时，在压力符合要求的情况下，连接阀门出现渗漏水现象。判断：连接螺钉松动、密封垫偏离位置或损坏等是造成该现象的主要原因。更换：重新紧固螺钉或调整更换密封垫。冷却器阀门漏水常见问题及处理„水冷却器问题2、主水泵切换频繁现象：正常设定的主水泵切换时间为168小时，如果在数分钟或数小时就做主水泵切换，属于故障状态。判断：检查主水泵切换的设定时间是否正确？PLC程序问题，或者有继电器接点接触不良？更换：确定事故原因，进行调整或部件更换。主水泵频繁切换常见问题及处理„水冷却器问题3、外冷风机频繁启停现象：外冷却风机频繁启停，启停时间在一小时之内或更短。判断：外冷却风机的启停，通常由内循环水温决定，而且设有一定的温度滞回值。确定滞回值是否在4℃到6℃。更换：验证设定值，调整设定温度或检查变更启停逻辑。外冷风机频繁启停常见问题及处理„水冷却器问题4、电导率过大现象：正常运行的水电导率为0.5s/cm，超过该值，属于异常。判断：管道内由较多杂质、添加了非纯水媒质、去离子树脂到达使用寿命等，是通常造成此类现象的主要原因。更换：清理管路、重新加注纯水或更换去离子树脂。冷却水电导率过大常见问题及处理„SVC运行主界面（整体运行情况监视）运行人员监视控制主回路界面常见问题及处理„水冷却系统界面（水冷却器及阀组运行损耗监视）水冷系统监监视界面常见问题及处理„触发录波界面（异常现象的波形获取及分析）手动触发录波及主机监控界面常见问题及处理„晶闸管阀组状态界面（TCR阀组中晶闸管运行状态监视）晶闸管阀组运行工况监视界面常见问题及处理„事件分析界面（事故分析判断的依据）事件列表界面介绍结束欢迎批评指正