微信客服
微信公眾號(hào)
1）高品質(zhì)器件的應(yīng)用
采用高耐壓、長(zhǎng)壽命的金屬膜電容器替代電解電容，不但能夠承受高于傳統(tǒng)電解電容器5倍的電流強(qiáng)度，更加能保證在浪涌電流下穩(wěn)定的運(yùn)行。
（a）IGBT模塊示意圖 （b）仿真熱評(píng)估示意圖
2）電源冗余供電
采用交流供電和工廠直流供電的雙供電方案，通過電源轉(zhuǎn)換控制板，為控制系統(tǒng)供電，提高系統(tǒng)可靠性及穩(wěn)定性。
在模塊內(nèi)部增加了一路直流母線取電DC/DC電源，給相鄰模塊控制、驅(qū)動(dòng)電路供電。在模塊內(nèi)部電源出現(xiàn)故障的情況下，模塊供電可自動(dòng)切換由相鄰模塊內(nèi)DC/DC電源供電，同時(shí)將該狀態(tài)信息反饋給控制電路，控制電路通過光纖隔離將該狀態(tài)信息上傳至主控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能模塊供電功能。該方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)，方案的實(shí)施可很好的解決傳統(tǒng)SVG功率模塊內(nèi)部供電電源故障導(dǎo)致的設(shè)備故障停機(jī)問題。
二、軟件可靠
1） 強(qiáng)大的運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理能力
圖1. 10KV及以下電壓等級(jí)控制系統(tǒng)
主控板基于TI C6000系列高速工業(yè)級(jí)浮點(diǎn)DSP設(shè)計(jì)，具備高速浮點(diǎn)運(yùn)算能力。子板卡配置了FPGA處理單元，使得系統(tǒng)具備很強(qiáng)的分布式計(jì)算能力，以適應(yīng)越來越復(fù)雜的大型控制系統(tǒng)的需求。18對(duì)高達(dá)100Mbps 的背板高速差分信號(hào)(LVDS)通訊技術(shù)；高達(dá)3.125Gbps的SerDes高速串行通訊技術(shù)可支持多機(jī)箱的自由擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間及無功控制精度達(dá)到最優(yōu)。
響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)
無功控制精度指標(biāo)
2）先進(jìn)的直流母線電壓控制技術(shù)
采取三級(jí)控制技術(shù)，第一級(jí)總體控制技術(shù)，使得模塊總電壓穩(wěn)定在一個(gè)目標(biāo)值上；第二級(jí)使用相間均壓控制技術(shù)，使得一相內(nèi)模塊電壓控制在一個(gè)目標(biāo)值上；第三級(jí)使用相內(nèi)均壓技術(shù)，使得每個(gè)模塊電壓穩(wěn)定在一個(gè)目標(biāo)值上；通過三級(jí)控制技術(shù)，可以將每個(gè)模塊電壓穩(wěn)定在一個(gè)目標(biāo)值，避免了因直流母線過壓或欠壓導(dǎo)致SVG停機(jī)跳閘故障。
3）可靠的故障檢測(cè)和處理系統(tǒng)
對(duì)于電網(wǎng)側(cè)故障，采樣通道采用高精度的霍爾、PT、CT保證系統(tǒng)電壓、電流的采樣準(zhǔn)確可靠；A/D轉(zhuǎn)換采用16位高精度A/D芯片提供高精度的轉(zhuǎn)換結(jié)果；高速先進(jìn)的FPGA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和處理，使控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)得到濾除干擾信號(hào)的系統(tǒng)電壓電流的瞬時(shí)值及有效值；以DSP為核心的主控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)TSVG系統(tǒng)電壓及電流的變化情況，根據(jù)不同故障的處理邏輯，精確快速的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)故障不誤報(bào)、不漏報(bào)，在保護(hù)TSVG的前提下，最大限度提高掛網(wǎng)能力，持續(xù)改善電能質(zhì)量。電網(wǎng)側(cè)故障保護(hù)列表如下：
|
分類 |
名稱 |
級(jí)別 |
判據(jù) |
檢測(cè)方法 |
處理方式 |
確認(rèn)時(shí)間 |
檢測(cè)周期 |
工況限制 |
復(fù)位方式 |
|
電網(wǎng)側(cè)故障 |
電網(wǎng)電壓偏高 |
告警 |
電網(wǎng)三相電壓有效值 |
三相電壓有效值大于額定值的110%(可設(shè)） |
不處理 |
30mS |
200us |
上電檢測(cè) |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
電網(wǎng)電壓過高 |
故障 |
電網(wǎng)三相電壓有效值 |
三相電壓有效值大于額定值的120%(可設(shè)） |
分閘 |
根據(jù)FPGA有效值計(jì)算時(shí)間，約10ms |
200us |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
||
|
電網(wǎng)電壓偏低 |
告警 |
電網(wǎng)三相電壓有效值 |
三相電壓有效值小于額定值的90%(可設(shè)） |
不處理 |
30mS |
200us |
自動(dòng)復(fù)位 |
||
|
電網(wǎng)電壓過低 |
故障 |
電網(wǎng)三相電壓有效值 |
三相電壓有效值大于額定值的40%(可設(shè)） |
分閘 |
根據(jù)FPGA有效值計(jì)算時(shí)間，約10ms |
200us |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
||
|
電網(wǎng)頻率高 |
故障 |
電網(wǎng)頻率 |
大于52Hz（可設(shè)） |
分閘 |
30mS |
200us |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
||
|
電網(wǎng)頻率低 |
故障 |
電網(wǎng)頻率 |
小于48Hz（可設(shè)） |
分閘 |
30mS |
200us |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
||
|
電網(wǎng)相序反 |
故障 |
電網(wǎng)相序計(jì)算結(jié)果 |
檢測(cè)出的相序與期望值相反 |
分閘或不合閘 |
1mS |
200us |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
鏈節(jié)是SVG的最主要構(gòu)成部分，對(duì)鏈節(jié)的準(zhǔn)確可靠保護(hù)是保證SVG正常運(yùn)行的關(guān)鍵，TSVG的鏈節(jié)保護(hù)系統(tǒng)對(duì)鏈節(jié)的重要組成部分通過FPGA實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)，包括母線電容量故障、IGBT類故障、驅(qū)動(dòng)故障以及電源故障。通過全面的保護(hù)，保證了鏈節(jié)運(yùn)行的可靠性。鏈節(jié)故障列表如下
|
分類 |
名稱 |
級(jí)別 |
判據(jù) |
檢測(cè)方法 |
處理方式 |
確認(rèn)時(shí)間 |
檢測(cè)周期 |
工況限制 |
復(fù)位方式 |
|
鏈節(jié)故障 |
X鏈節(jié)旁路失敗 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
X鏈節(jié)母線欠壓 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)母線過壓告警 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)母線過壓故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)過溫 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)IGBT過流 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)IGBT驅(qū)動(dòng)故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)自檢失敗 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)上行通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)下行通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
X鏈節(jié)電源電壓異常 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘/旁路 |
200us |
200us |
合閘后檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
TSVG對(duì)自身的控制柜，軟起柜以及換流鏈也進(jìn)行了全面的故障檢測(cè)和保護(hù)，保證系統(tǒng)能在發(fā)揮最大潛力為客戶改善電能質(zhì)量的前提下自身也能安全運(yùn)行，SVG故障列表如下：
|
分類 |
名稱 |
級(jí)別 |
判據(jù) |
檢測(cè)方法 |
處理方式 |
確認(rèn)時(shí)間 |
檢測(cè)周期 |
工況限制 |
復(fù)位方式 |
|
SVG故障 |
冷卻風(fēng)機(jī)接觸器故障 |
故障 |
風(fēng)機(jī)故障信號(hào) |
數(shù)字量翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
運(yùn)行態(tài)檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
冷卻風(fēng)機(jī)過熱故障 |
故障 |
風(fēng)機(jī)過熱信號(hào) |
數(shù)字量翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
軟起充電超時(shí) |
故障 |
充電時(shí)間 |
充電時(shí)間大于16秒 |
分閘 |
16S |
主循環(huán) |
合閘后運(yùn)行前檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
控制柜自檢失敗 |
故障 |
自檢記時(shí) |
自檢有故障或超過30秒自檢未完成 |
分閘 |
無 |
主循環(huán) |
開機(jī)檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
輸出過流 |
故障 |
輸出電流有效值 |
大于額定值130%(可設(shè)） |
|
根據(jù)FPGA有效值計(jì)算時(shí)間，約10ms |
200us |
不限 |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
輸出過載預(yù)警 |
告警 |
輸出電流模值 |
大于額定值110% |
|
3分鐘 |
主循環(huán) |
運(yùn)行態(tài)檢測(cè) |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
|
輸出過載故障 |
閉鎖/故障 |
輸出電流模值 |
120%~130% |
|
120%~130% 一分鐘 |
主循環(huán) |
運(yùn)行態(tài)檢測(cè) |
故障消失后可手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
光纖板通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
DI板通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
DO板通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
模擬板通訊故障 |
故障 |
FPGA上傳數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù)變化 |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
SVG對(duì)于系統(tǒng)的連接變壓器、高壓斷路器柜、軟起開關(guān)等也進(jìn)行了全面的保護(hù)，保證整個(gè)SVG系統(tǒng)的安全運(yùn)行，外部故障詳細(xì)列表如下：
|
分類 |
名稱 |
級(jí)別 |
判據(jù) |
檢測(cè)方法 |
處理方式 |
確認(rèn)時(shí)間 |
檢測(cè)周期 |
工況限制 |
復(fù)位方式 |
|
外部故障 |
環(huán)境溫度異常告警（根據(jù)需求細(xì)化） |
告警 |
環(huán)境溫度采樣 |
超出容許范圍 |
不處理 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
變壓器輕瓦斯告警 |
告警 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
不處理 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
|
變壓器過溫告警 |
告警 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
不處理 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
|
變壓器壓力告警 |
告警 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
不處理 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
自動(dòng)復(fù)位 |
|
|
變壓器過溫故障 |
故障 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
變壓器重瓦斯故障 |
故障 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
變壓器壓力故障 |
故障 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
緊急跳閘操作 |
故障 |
DI信號(hào) |
電平翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
外部分閘 |
故障 |
高壓斷路器輔助觸點(diǎn) |
電平翻轉(zhuǎn) |
分閘 |
FPGA濾波 |
主循環(huán) |
運(yùn)行后檢測(cè) |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
高壓斷路器分閘失敗 |
故障 |
高壓斷路器輔助觸點(diǎn) |
與預(yù)期電平不符 |
分閘 |
500mS |
主循環(huán) |
分閘過程檢測(cè) |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
啟動(dòng)開關(guān)合閘失敗 |
故障 |
啟動(dòng)開關(guān)輔助觸點(diǎn) |
與預(yù)期電平不符 |
分閘 |
500mS |
主循環(huán) |
合閘過程檢測(cè) |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
啟動(dòng)開關(guān)分閘失敗 |
故障 |
啟動(dòng)開關(guān)輔助觸點(diǎn) |
與預(yù)期電平不符 |
分閘 |
500mS |
主循環(huán) |
分閘過程檢測(cè) |
手動(dòng)復(fù)位 |
|
|
連接電抗器過溫 |
故障 |
溫度采樣 |
大于110度 |
分閘 |
10S |
主循環(huán) |
不限 |
手動(dòng)復(fù)位 |
三、設(shè)計(jì)可靠
特變電工TSVG針對(duì)鏈?zhǔn)絊VG 裝置直流側(cè)各電容電壓不平衡的問題，采用三級(jí)控制方式，第一級(jí)為全局平均直流電壓控制，第二級(jí)為換流連相間直流電壓平衡控制，第三級(jí)為相內(nèi)直流電壓平衡控制，可有效解決裝置整體直流側(cè)電壓的穩(wěn)定問題，解決各相之間直流側(cè)電壓不平衡問題，解決每相內(nèi)部功率單元直流電壓的不平衡問題。
? 采用基于TI公司6000系列DSP和Altera公司大容量FPGA，開發(fā)了SVG通用控制器平臺(tái)，最多可以支持達(dá)100級(jí)功率單元串聯(lián)。主控和輔助控制機(jī)箱使用高速串行總線，速度可達(dá)5GHz；輔助機(jī)箱和鏈節(jié)使用40M光纖通訊鏈路。
? 采用開機(jī)自診斷功能，提高準(zhǔn)確檢測(cè)及定位故障功能，可提高系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性及故障排除的快速性。針對(duì)高壓絕緣的結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)35kV電壓等級(jí)的電氣安規(guī)絕緣要求，進(jìn)行柜體模塊的合理化布局設(shè)計(jì)，柜體絕緣子的選型設(shè)計(jì)，柜體絕緣材料的選型設(shè)計(jì)及布局，柜體電氣件的選型及布局設(shè)計(jì)。
? 控制算法中采用國(guó)際先進(jìn)的PR控制技術(shù)，可保證全功率段并網(wǎng)電流總諧波含量THD<3%，極大地改善全功率段的系統(tǒng)輸出電能質(zhì)量；采用兩路系統(tǒng)供電冗余設(shè)計(jì)與自主專利的先進(jìn)開機(jī)自檢技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；
? 采用模塊化與完全前維護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單，提高設(shè)備維護(hù)效率。
產(chǎn)品除具有高的系統(tǒng)運(yùn)行效率、可靠性、輸出電能質(zhì)量與優(yōu)良的可維護(hù)性之外，還具備優(yōu)良的內(nèi)部空氣溫、濕度控制系統(tǒng)，可保證系統(tǒng)在惡劣的溫、濕度環(huán)境下可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
0 條