一、SPC功能原理
用戶可以通過(guò)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(wú)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?,就能將三相不平衡電流校正成三相平衡電流。不論有功三相不平衡還是無(wú)功三相不平衡,都能100%校正到完全平衡。
◆補(bǔ)償無(wú)功原理
SPC根據(jù)系統(tǒng)的無(wú)功功率,通過(guò)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(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?,補(bǔ)償目標(biāo)值可以通過(guò)操作面板設(shè)定,不會(huì)出現(xiàn)過(guò)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(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。另外,SPC內(nèi)部有過(guò)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(guò)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(cè)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(cè)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(kāi)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(guò)軟起電阻對(duì)直流母線的電容器充電,這個(gè)過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(kāi)圖
圖2-4 戶外柜實(shí)物正面打開(kāi)圖
圖2-5 戶外柜左視圖
圖2-6 戶外柜后等軸打開(kāi)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(kāi)關(guān)電源+溫控開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chǎng)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(wú)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(wú)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(cè)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(chǎng)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(chǎng)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(chǎng)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)。
2.1 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(guò)SPC機(jī)柜底部的風(fēng)柵進(jìn)入SPC內(nèi)部,并通過(guò)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(wú)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(guò)濕或溫度過(guò)高的環(huán)境。
為了延長(zhǎng)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(wú)腐蝕性氣體
5.無(wú)過(guò)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)。
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(chǎng)安裝圖
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(cè)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(guò)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(zhǎng)L<15m),或選用4mm2屏蔽雙絞線RVSP2×4(線長(zhǎng)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 +。
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(chǎng)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(guò)集成在一塊面板上的顯示屏和按鍵進(jìn)行操作。
裝置通電后,屏幕處于啟動(dòng)狀態(tài),啟動(dòng)過(guò)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(yè)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(kāi)、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。
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(wú)功功率:系統(tǒng)A、B、C三相無(wú)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(guò)60℃。
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(chǎng)根據(jù)*系統(tǒng)電流確定,與本設(shè)備無(wú)關(guān),不過(guò)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(guó)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(guò)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(lái)設(shè)置補(bǔ)償比例,無(wú)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(guò)載保護(hù)功能不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。
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(guò)“查看事件”菜單進(jìn)行查詢具體異常信息。該頁(yè)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
本產(chǎn)品系列型號(hào)說(shuō)明如下:
在“關(guān)于裝置”頁(yè)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(guò)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(kāi)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(lái),下次來(lái)電后自動(dòng)開(kāi)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(wú)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(shuō)明書(shū)中公開(kāi)說(shuō)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(kāi)機(jī),但是如果沒(méi)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(kāi)機(jī)后仍然頻繁出現(xiàn),請(qǐng)聯(lián)系我們,我們竭誠(chéng)為您排除故障。