STATCOM配电网静止同步补偿器
操作规范及检修、维护事项
山东泰开电力电子有限公司
2013年 03月
前 言
本规范适用于山东泰开电力电子有限公司生产的10kV电压等级的静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，以下简称STATCOM）的现场操作。
本操作规范分为5个部分： ——第1部分：STATCOM简介
——第2部分：STATCOM投入运行操作顺序 ——第3部分：——第4部分：——第5部分：
STATCOM退出运行操作顺序 STATCOM日常维护
STATCOM常见故障以及解决方法
一、 STATCOM简介
无功功率的存在，使得电力输配电系统和重工业应用领域面临着各种各样的问题和挑战。电力输配电面临电压波动、低功率因数以及电压失稳等问题；重工业应用，特别是快速、冲击性负荷，可能导致供电网络的电压不平衡、电压波动和闪变等电能质量问题。动态无功功率的控制能够解决这些问题。动态无功补偿装置STATCOM（Static Var Compensator），又称SVG（Static Var Generator）或SVC++，是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器、电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，STATCOM有着无可比拟的优势：
能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿 不仅不产生谐波，而且能在补偿无功功率的同时动态补偿谐波；而SVC
中的TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波
占地面积小，是同容量传统SVC的1/3到1/2，集成度高，移动方便 电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响，SVC是阻抗型特性，输出
电流随母线电压线性降低
对系统参数不敏感，安全性与稳定性好，而SVC易随系统或装置参数变
化而发生谐振或谐波电压放大，影响系统安全
运行损耗为同容量SVC的一半左右，节能降耗效果显着 能够短时补偿有功功率
STATCOM是新一代静止无功补偿器产品，是无功补偿领域最新技术应用的代表。STATCOM并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以灵活控制，自动补偿系统所需的无功功率，国际上又称作静止补偿器，由于功能强、占地面积小，安装方便，亦有公司相对传统SVC而言称作SVC-Light或SVC-Plus。
SVG的基本原理：将电压源型逆变器（Voltage Sourced Converter，简称VSC），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。
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1 STATCOM工作原理图
表1 STATCOM的三种运行模式
泰开电力电子有限公司生产的SVG装置主要由连接电抗器、控制屏、启动柜和功率柜等组成
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。
SVG控制屏主要由调节装置、同步装置、监控装置（三相）、触发装置（三相）以及站控等组成。
SVG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，进而计算出逆变输出电压移相角，并在特定时刻向SVG触发装置发控制信息。SVG同步装置采集系统母线电压信号，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）。监控装置负责监视SVG各功率单元的工作状态，例如直流电容电压、功率单元内空气温度等。触发装置负责接收调节装置传来的SVG工作移相角并将触发信号编码后下发给各功率单元。站控将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界面。
SVG的启动柜主要由限流电阻和旁路接触器组成。SVG上级断路器合闸前，旁路接触器分闸，串联电抗、限流电阻和功率柜串联在一起。SVG正常运行时，旁路接触器合闸，限流电阻被接触器旁路。由于SVG上级断路器合闸前，SVG各功率单元的直流电容电压为零，如果不串联限流电阻，直接合SVG的上级断路器，系统会直接给直流电容充电，这影响直流电容寿命并对系统造成冲击。
SVG功率柜由功率单元串联组成，其中每相由12个功率单元串联组成。
二、 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。
SVG投入运行详细操作顺序见表二。
表二 STATCOM投入操作顺序
操作顺序 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、I、一分钟后，将控制屏“转换开关”迅速打到“投入”状态一秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上的“监控装置”的“电压”显示的1-21个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作；II、将控制屏“转换开关”迅速打到“投入”状态三秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上的“监控装置”的“电压”显示的1-12个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作； III、将控制屏“转换开关”打到“投入”状态五是否正常 □ □ □ □ □ 秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上
的“监控装置”的“电压”显示的1-12个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作； 8、完成以上步骤7若无告警，合上链节箱变内的的KM（旁路断路器），合闸按钮在控制屏上。 9、完成8步骤后： I、将控制屏“转换开关”迅速打到“投入”状态 □ 一秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上的“监控装置”的“电压”显示的1-12个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作；II、将控制屏“转换开关”迅速打到“投入”状态三秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上的“监控装置”的“电压”显示的1-12个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作； III、将控制屏“转换开关”打到“投入”状态五秒钟后迅速打回到自检位置，通过观察控制屏上的“监控装置”的“电压”显示的1-12个的功率链节的电压，各相链节间压差应小于100V，各相监控装置和VC调节装置无告警指示，否则应停止继续往下操作；IV、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。 三、 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。
SVG退出运行详细操作顺序见表三。
表三 STATCOM退出运行操作顺序
操作顺序 1、将SVG控制屏上的转换开关打到“自检”状态； 2、手动断开SVG室内KM断路器（按钮在启动柜）； 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；处于分位 5、打开SVG隔离开关、合隔离开关接地刀 是否正常 □ □
□ □ □
四、 SVG日常维护
SVG运行时，限流电阻和旁路接触器、各功率单元均为高电位。因此SVG运行时，严禁打开启动柜柜门避免发生事故。如需对启动柜、功率柜箱变内的部件进行检修，须断开SVG上级断路器并拉开上级隔离后方可进行。
SVG运行时，由于SVG风机抽风的原因导致容易将灰尘吸入SVG功率柜，因此应定期更换SVG功率柜门的防尘过滤棉（每月一次）以及定期清扫功率柜内功率单元上的灰尘。为了减少灰尘对SVG的影响，应经常打扫动态无功补偿室。
注意：使用功率单元上的把手搬运功率单元时，不要直接搬功率单元的出线铜排，以免损伤功率单元里面的IGBT模块。
四、 SVG常见故障及解决方法
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。
站控装置是否允许断路器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，（该继电器在控制屏后右侧端子排靠下位置）如果指示灯亮则表示站控允许断路器远方合闸，反之则表示站控不允许断路器远方合闸；在控制屏电脑屏幕上则显示红色圆点。
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。
SVG在使用中的常见故障及解决方法见表四。
表四 STATCOM常见故障及解决方法
常见故障 可能原因 解决方法 SVG断路器合闸1、SVG主控屏站控装置是1、重启SVG站控装置； 不成功，主控屏否运行正常； 2、检查主控屏各单元允许合闸继电器2、站控通讯图中主控屏各与站控间通讯线是否指示灯未亮； 单元与站控间通讯状态是接插牢固； 否正常； 3、主控屏转换开关打3、SVG主控屏转换开关是到“自检”位置； 否处于“自检”位置； 4、等断路器再次合闸4、SVG退出运行断路器断时间大于5分钟或重开后，断路器再次合闸的启SVG站控装置； 时间间隔小于5分钟； 5、SVG风机未启动； 5、SVG风机未启动； 6、查找系统电压异常6、系统母线电压三相严重原因，消除后再投入； 不平衡； SVG投入后无电1、SVG主控屏转换开关未1、将SVG转换开关打流 在“投入”位置； 到“投入”位置 2、SVG启动柜旁路接触器2、启动柜内旁路接触不在合闸位置； 器合闸； 3、调节装置告警指示灯3、按“复归”键复归亮，未按“复归”键解锁； 调节装置，解除闭锁； SVG保护装置报1、SVG主控屏调节、监控1、检查主控屏各单元SVG断路器“偷装置与站控装置通讯中与站控间通讯线是否跳” 断； 接插牢固； 2、SVG运行中主控屏监控2、联系维修，查找功装置检测到功率单元故率单元故障原因，消障； 除功率单元故障； 3、站用变失电导致SVG风3、倒换站用变时将
机停止运转； SVG按分闸顺序提前4、35kV、10kV（SVG母线）分闸，停止运行； 或者主变高压侧系统发生4、排查母线故障后运短路或者接地故障； 5、母线总进线柜跳闸； 6、链节故障跳闸； 行SVG； 5、解决开关柜跳闸问题； 6、查看控制屏上的监控装置告警信息并排查故障； SVG运行中电流1、调节装置告警指示灯1、按“复归”键复归消失 亮； 调节装置，若故障仍2、系统电压、频率异常； 存在，联系厂家分析原因； 2、消除系统异常后设备设备即恢复正常； 超温告警或跳闸 1、室内温度过高导致 。 1、消除室内温度过高现象，加强通风，清洗箱变进风口和功率柜进风口过滤棉。 备注 其他疑问请联系厂家咨询。 若有其他问题敬请联系：售后服务电话： 传真： 我们将竭诚为您服务！
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