一、SPC功能原理

        用戶可以通過參數(shù)設(shè)置，使設(shè)備可以同時(shí)具備補(bǔ)償三相不平衡、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功等功能。

◆補(bǔ)償三相不平衡原理

SPC根據(jù)系統(tǒng)電流，進(jìn)行dq坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，提取正序負(fù)序的不平衡分量，三相發(fā)出與不平衡分量大小相等相位相反的電流，將不平衡部分補(bǔ)償?shù)搅悖湍軐⑷嗖黄胶怆娏餍Ｕ扇嗥胶怆娏?。不論有功三相不平衡還是無功三相不平衡，都能100%校正到完全平衡。

◆補(bǔ)償無功原理

SPC根據(jù)系統(tǒng)的無功功率，通過IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康模a(bǔ)償目標(biāo)值可以通過操作面板設(shè)定，不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償，并且補(bǔ)償平滑，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)負(fù)載和電網(wǎng)的涌流沖擊。

SPC輸出補(bǔ)償電流根據(jù)系統(tǒng)的諧波量動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確變化，因此不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)膯栴}。另外，SPC內(nèi)部有過載保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)的補(bǔ)償量大于SPC容量時(shí)，裝置可以自動(dòng)限制在100%額定容量輸出，不會(huì)發(fā)生過載。 

以圖2-1為例，有一臺(tái)單相90A負(fù)載掛在電網(wǎng)的C相上，則C相火線電流為90A，A、B相電流為0，N線流回去90A電流。如果不治理的話，電網(wǎng)測三相嚴(yán)重不平衡。

將我公司的SPC并聯(lián)在電網(wǎng)中治理三相不平衡，則A相火線電流30A從電網(wǎng)流入SPC，B相30A火線電流從電網(wǎng)流入SPC，C相30A火線電流以及SPC發(fā)出60A電流合并成90A，給單相負(fù)載供電，N線90A電流從單相負(fù)載流入SPC。

從電網(wǎng)測看，ABC三相火線電流都是30A，N線電流為0，實(shí)現(xiàn)了完全的三相平衡。

二、SPC內(nèi)部控制原理

                                         圖2-2  SPC內(nèi)部控制原理圖

如圖2-2所示，隔離開關(guān)合閘后，為防止上電時(shí)電網(wǎng)對(duì)直流母線電容器的瞬間沖擊，SPC首先通過軟起電阻對(duì)直流母線的電容器充電，這個(gè)過程會(huì)持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后，主接觸器閉合。直流電容作為儲(chǔ)能器件，通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。SPC通過外部CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)送至信號(hào)調(diào)理電路，然后再送至控制器。控制器將基波成分分離，提取出所有的無功電流、三相不平衡電流，將采集到的要補(bǔ)償?shù)碾娏鞒煞趾蚐PC已發(fā)出的補(bǔ)償電流比較得到差值，作為實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路，觸發(fā)IGBT變換器將補(bǔ)償電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，完成補(bǔ)償功能。

            圖2-3 戶外柜正面打開圖

           圖2-4 戶外柜實(shí)物正面打開圖

             圖2-5  戶外柜左視圖

            圖2-6  戶外柜后等軸打開圖

                 圖2-7  戶外柜背面圖

                  圖2-7  戶外柜外形尺寸圖

柜體的*尺寸為W*D*H=765*500*1088

柜內(nèi)主要元器件清單

                          表2.1  SPC元件清單

功率模塊單元：100kvar、50kvar、30kvar三種規(guī)格；模塊內(nèi)部自帶風(fēng)扇散熱。

直流風(fēng)扇+開關(guān)電源+溫控開關(guān)：當(dāng)出風(fēng)口處溫度大于40度時(shí)，交流風(fēng)扇啟動(dòng)，加強(qiáng)散熱。

加熱器+溫控開關(guān)：當(dāng)進(jìn)風(fēng)口溫度低于0度時(shí)，加熱器啟動(dòng)，調(diào)控溫度升到10度以上后，則溫控開關(guān)關(guān)閉。

GPRS/Wifi模塊：遠(yuǎn)程通信，可上傳數(shù)據(jù)到用戶指定的IP，也可遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)。

觸摸屏：可以現(xiàn)場設(shè)置參數(shù)，也可以不接，遠(yuǎn)程設(shè)置。

1.   模塊化設(shè)計(jì)，方便更換；  

2.   可校正三相電流不平衡到完全平衡；無功補(bǔ)償可使功率因數(shù)達(dá)到1；補(bǔ)償三相不平衡、補(bǔ)償無功可單選或多選，并可設(shè)置功能的優(yōu)先次序；

3.   采用滑動(dòng)窗迭代DFT檢測算法，計(jì)算速度快，瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間小于0.1ms,裝置補(bǔ)償全響應(yīng)時(shí)間小于10ms；

4.   在現(xiàn)場的CT接線位置可任選負(fù)載側(cè)或電網(wǎng)側(cè)采樣；

5.   采用可靠的限流控制環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)中的待補(bǔ)償電流大于三相不平衡治理裝置容量時(shí)，裝置能夠自動(dòng)限流在100%容量輸出，維持正常工作，不會(huì)出現(xiàn)過載燒毀等故障；

6.   主電路采用三橋臂的三電平結(jié)構(gòu)，輸出波形質(zhì)量高，開關(guān)損耗低；

7.   為用戶節(jié)省空間,100kvar的模塊厚度僅為200mm，達(dá)到業(yè)界*；  

8.   防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP54，適應(yīng)惡劣工況下的使用。

9.   自帶GPRS通訊，可遠(yuǎn)程遙控開關(guān)機(jī)、設(shè)置控制參數(shù)，并按照指定的頻率回傳電網(wǎng)與裝置數(shù)據(jù)到云端，用戶可隨時(shí)查看監(jiān)控電網(wǎng)與設(shè)備的狀態(tài)。

10. 自帶加熱器以及調(diào)速風(fēng)機(jī)，可在極寒冷與極炎熱的室外正常工作。

本章介紹SPC及其相關(guān)設(shè)備的選位、布線時(shí)所必須考慮的相關(guān)要求。

      由于每個(gè)場地都有其特殊性，本章并不介紹詳細(xì)的安裝步驟，而只為安裝人員提供指導(dǎo)性的一般安裝步驟及方法，由安裝人員根據(jù)場地具體情況處理。

1 初檢

在安裝SPC前，首先應(yīng)進(jìn)行如下檢查：

1.目檢SPC外部和內(nèi)部是否存在運(yùn)輸損壞。如有損壞，請(qǐng)立即通報(bào)承運(yùn)商。

2.核對(duì)產(chǎn)品標(biāo)簽，確認(rèn)設(shè)備的正確性。設(shè)備外殼貼有銘牌、眉頭，標(biāo)明了SPC型號(hào)、容量及主要參數(shù)。

2 選位

2.1 SPC安裝位置

      SPC設(shè)計(jì)為電線桿的桿上或者臺(tái)架安裝，應(yīng)安裝在清潔的環(huán)境中，并且應(yīng)通風(fēng)良好，以保證環(huán)境溫度滿足產(chǎn)品規(guī)格要求。

      SPC由內(nèi)部風(fēng)扇提供強(qiáng)制風(fēng)冷，冷風(fēng)通過SPC機(jī)柜底部的風(fēng)柵進(jìn)入SPC內(nèi)部，并通過SPC上方屋檐的風(fēng)柵排出熱風(fēng)。請(qǐng)勿阻塞通風(fēng)孔。

      SPC的易損件為風(fēng)扇。為了方便日常運(yùn)行時(shí)對(duì)SPC進(jìn)行維護(hù)，除滿足當(dāng)?shù)匾?guī)定外，SPC可從后方更換風(fēng)扇，所以應(yīng)側(cè)方靠近電線桿，背后應(yīng)保留足夠空間，以方便維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)。

2.2 存儲(chǔ)

      如果無需馬上對(duì)SPC進(jìn)行安裝，請(qǐng)務(wù)必將SPC存儲(chǔ)于室內(nèi)，避免過濕或溫度過高的環(huán)境。

3 安裝環(huán)境

為了延長使用壽命，SPC位置的選擇應(yīng)保證：

1.接線方便

2.有足夠的操作空間

3.通風(fēng)良好，以滿足散熱要求

4.周圍無腐蝕性氣體

5.無過濕和高溫源

6.非多塵環(huán)境

7.符合消防要求

SPC機(jī)箱進(jìn)線端有電力端子和CT輸入接線端子。每個(gè)模塊都有自己的接口可以獨(dú)立設(shè)置各自的參數(shù)、查詢狀態(tài)。

4 安裝與電氣連接

請(qǐng)遵守下表的安裝條件：

表4.1 安裝條件

5 SPC安裝圖

            圖5.1  現(xiàn)場安裝圖    

6 外部采樣CT

SPC并聯(lián)安裝在系統(tǒng)中，電流互感器CT可任選接于電網(wǎng)側(cè)或負(fù)載側(cè)，出廠時(shí)默認(rèn)采樣電網(wǎng)側(cè)，如下：

    A：SPC電網(wǎng)側(cè)采樣                B：SPC負(fù)載側(cè)采樣

                  圖6.1  CT接線位置

                                            表6.2 外部CT規(guī)格

                                               表6.3 電流互感器規(guī)格

1） 單臺(tái)SPC運(yùn)行時(shí)電流互感器的接線

    為確保能正確檢測電流，注意電流互感器的電流方向及正確的相連接。

                 圖6.4 單臺(tái)SPC運(yùn)行時(shí)互感器接線

2） 多臺(tái)SPC/SVG模塊并聯(lián)運(yùn)行時(shí)電流互感器的接線

【注】：SPC/SVG裝置的電氣部分的安裝必須由經(jīng)過培訓(xùn)的合格工程師依據(jù)“電工法則”進(jìn)行，嚴(yán)禁其他人員違規(guī)進(jìn)行安裝，本手冊(cè)只介紹安裝的基本內(nèi)容，具體安裝細(xì)節(jié)請(qǐng)參考電工規(guī)范。

【注】：

1、CT電纜選用2.5mm2屏蔽雙絞線RVSP2×2.5（線長L<15m），或選用4mm2屏蔽雙絞線RVSP2×4（線長15m<L<30m）。

2、若CT電流的流向?yàn)閺腜1→P2,則S1為 +，S2為 —；反之S1為 —，S2為 +。

7 外部進(jìn)線電纜規(guī)格

  各電流等級(jí)下的SPC主進(jìn)線電纜如下表：

                                                      表7.1  電纜規(guī)格

注：SPC以kvar為額定值，換算關(guān)系為1kvar=1.5A。如果是鋁電纜，則對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的銅線規(guī)格。

  三相四線SPC至負(fù)載的中線電纜視補(bǔ)償諧波情況，如果負(fù)載是LED等設(shè)備，則三次以及三的倍數(shù)次諧波很大，會(huì)流經(jīng)中線，對(duì)于這種場合下，要求中線電纜規(guī)格是進(jìn)線電纜的2倍左右（否則中線可能會(huì)發(fā)熱導(dǎo)致危險(xiǎn)）。正常情況下，中線電纜等于火線電纜。

SPC通過集成在一塊面板上的顯示屏和按鍵進(jìn)行操作。

1  主菜單

裝置通電后，屏幕處于啟動(dòng)狀態(tài)，啟動(dòng)過程約持續(xù)十幾秒。啟動(dòng)成功后，若系統(tǒng)正常，則顯示如下主頁面，可以看到設(shè)備的主要狀態(tài)。

圖1.1  主界面

主界面中的操作主要包括以下八項(xiàng)主菜單選項(xiàng)：

主控操作：裝置開、關(guān)機(jī)及用戶管理；

狀態(tài)查詢：查詢系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，如電壓、電流、功率模塊狀態(tài)等；

諧波查詢：查詢電網(wǎng)和負(fù)荷的總諧波失真以及各次諧波幅值；

錄波查詢：查詢系統(tǒng)特定的電壓電流波形圖；

參數(shù)設(shè)置：設(shè)置裝置運(yùn)行參數(shù)，如外部系統(tǒng)CT變比等；

參數(shù)查詢：查詢裝置當(dāng)前的控制參數(shù)等；

事件記錄：顯示裝置運(yùn)行中發(fā)生的事件信息，如電壓異常等。

關(guān)于裝置：顯示裝置及版本信息。

2 狀態(tài)查詢

在“狀態(tài)查詢”中，可以看到更詳細(xì)的電網(wǎng)與設(shè)備狀態(tài)。

圖2.1  狀態(tài)查詢界面

SPC并聯(lián)接入配電系統(tǒng)，控制器內(nèi)部PT對(duì)主電源接入點(diǎn)進(jìn)行電壓采樣，外部系統(tǒng)CT進(jìn)行系統(tǒng)電流采樣，裝置CT進(jìn)行裝置電流采樣（補(bǔ)償電流），控制器得到以上采樣值計(jì)算得到如下參數(shù)。

電網(wǎng)電壓：SPC接入點(diǎn)的線電壓，即電網(wǎng)線電壓。

電網(wǎng)電流：SPC外部系統(tǒng)互感器所采樣的電流。

補(bǔ)償電流：裝置A、B、C三相補(bǔ)償電流。

負(fù)載電流：負(fù)載A、B、C三相電流。

有功功率：系統(tǒng)A、B、C三相有功功率。

無功功率：系統(tǒng)A、B、C三相無功功率。

電網(wǎng)功率因數(shù)：系統(tǒng)A、B、C三相的功率因數(shù)。

圖2.2  模塊狀態(tài)界面

控制器可對(duì)每路SPC并聯(lián)模塊進(jìn)行Vbus（母線電容直流電壓）采樣和各相IGBT溫度采樣，模塊正常運(yùn)行采樣溫度不會(huì)超過60℃。

3 參數(shù)設(shè)置

在參數(shù)設(shè)置中，用戶可以設(shè)置外部參數(shù)。

圖3.1 參數(shù)設(shè)置界面

點(diǎn)擊想要設(shè)置的參數(shù)，就會(huì)彈出相應(yīng)的對(duì)話框去輸入?yún)?shù)。更詳細(xì)的內(nèi)部控制參數(shù)設(shè)置，在出廠前已經(jīng)設(shè)置好。如果需要運(yùn)行時(shí)更改內(nèi)部控制參數(shù)，為保證設(shè)備安全，需由生產(chǎn)廠家授權(quán)進(jìn)入內(nèi)部高級(jí)菜單更改。

3.1  CT位置：外部CT的采樣位置有“電網(wǎng)側(cè)”與“負(fù)載側(cè)”兩種，要更換CT位置時(shí)，點(diǎn)擊灰色框“電網(wǎng)側(cè)”，則自動(dòng)變更為“負(fù)載側(cè)”，反之亦然。

3.2  CT變比：外部CT的變比范圍為[100—10000]:5。點(diǎn)擊灰色框后會(huì)彈出輸入對(duì)話框，具體值由現(xiàn)場根據(jù)*系統(tǒng)電流確定，與本設(shè)備無關(guān)，不過CT越大，采樣范圍越大，采樣精度越低，反之亦然。

3.3  目標(biāo)功因：可設(shè)為[0-1],操作方式同上，點(diǎn)擊灰色框可輸入更改的數(shù)據(jù)。國家電網(wǎng)規(guī)定，功率因數(shù)低于0.9，則收取力率調(diào)整罰款，功率因數(shù)大于0.95，則給以獎(jiǎng)勵(lì)，因此此數(shù)值的正常設(shè)置范圍是0.9以上，對(duì)于電容器補(bǔ)償，如果目標(biāo)功因設(shè)到1，會(huì)引起與電抗器的諧振，不過對(duì)于SVG，本質(zhì)是可控電流源，電流大小可控，所以不會(huì)引起諧振。正常設(shè)置值為[0.9-1]之間。

圖3.2 限幅設(shè)置界面

限幅設(shè)置：可根據(jù)負(fù)載系統(tǒng)中不平衡電流值及模塊的容量來設(shè)置補(bǔ)償比例，無功補(bǔ)償和不平衡補(bǔ)償可以同步設(shè)置，也可單一設(shè)置。若負(fù)載需補(bǔ)償容量大于模塊容量時(shí)，模塊有過載保護(hù)功能不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。

4 查看事件

若裝置存在異常，則屏幕左上角會(huì)顯示紅燈閃爍以示警告。此時(shí)可通過“查看事件”菜單進(jìn)行查詢具體異常信息。該頁面顯示設(shè)備記錄的各種內(nèi)部外部故障與報(bào)警信息。

                                      圖4.1  查看事件界面

5 關(guān)于裝置

本產(chǎn)品系列型號(hào)說明如下：

在“關(guān)于裝置”頁面中，顯示產(chǎn)品型號(hào)、版本、描述等介紹。

圖5.1  關(guān)于裝置界面

注：

◆ 若在運(yùn)行過程中發(fā)生故障導(dǎo)致設(shè)備自動(dòng)關(guān)機(jī)，則待故障消失后設(shè)備可自動(dòng)重新開機(jī)。

◆ 若裝置上電后直接斷電，則當(dāng)前狀態(tài)會(huì)存儲(chǔ)下來，下次來電后自動(dòng)開啟運(yùn)行時(shí)，會(huì)自動(dòng)讀取斷電前的參數(shù)設(shè)置。

注意！

     為保證設(shè)備安全，防止非法操作，更多控制參數(shù)設(shè)置以及使能補(bǔ)償無功、補(bǔ)償不平衡等功能，都需要輸入8位密碼進(jìn)入高級(jí)菜單，密碼由本公司授權(quán)。在出廠前已經(jīng)設(shè)置好，不在此說明書中公開說明。

對(duì)于故障1，主進(jìn)線的相序正常后，則故障消失，設(shè)備可以正常開機(jī)，但是如果沒有同時(shí)調(diào)整相應(yīng)的電流相序，則設(shè)備不能達(dá)到理想的補(bǔ)償效果。

對(duì)于故障4-10，若故障在重啟開機(jī)后仍然頻繁出現(xiàn)，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們竭誠為您排除故障。