浅析金风S48/750KW风力发电机SVC系统的调试

摘要：本文主要对苜蓿台风电场39台金风S48/750KW风力发电机SVC系统做简单的介绍和SVC的调试注意的事项做一个说明以及对SVC的典型故障做一个分析，为我场SVC的运行与维护打下基础。

关键词：SVC 无功补偿 电容器

中图分类号：TM315文献标识码： A 文章编号：

一． 金风S48/750KW风机的SVC系统

金风S48/750KW风机上配置的SVC属于就地端补偿方式的动态无功发生装置，在风机上采用“一机一补”的形式，SVC的补偿容量为380kVar，动态响应时间为16ms，该系统可以实现风机全功率段无功需求的精准、无暂态平滑补偿。

电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统中一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。

无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和电网对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。

低电压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此，在低压电网中进行无功功率的补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。

低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合的补偿方式。

电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡没要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）做为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用三年后损坏率达75%。

随着电电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置（SVC:Static Var Compenstor）。

SVC是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的更新换代产品。

SVC技术与传统接触器投切电容器的补偿方式相比较最大的优点是采用了晶闸管作为开关器件，能够实现电容器的快速准确投切（20ms以内），而且在投切过程中不会产生电弧，能够提高电容器和开关的使用寿命，提高电容器柜的稳定性。

金风S48/750KW风机SVC的特点：

（1）独立于风机的PLC，采用单独的控制系统，通过检测风机主控开上口并网点处的无功功率情况自动进行电容器组的投切；动态无功补偿控制器电路图如图1

图1

（2）采用475kVar的补偿容量，分组为50kVar；100kVar；100kVar；25kVar；200kVar；并且电容器规格为额定电压800V，额定容量为25kVar，提高系统裕量。如图2、图3

图2

图3

（3） 每组电容器组串联7%电抗器，用来抑制系统谐振；

（4） 每组晶闸管开关采用A、C两相控制的方式，简化控制；

（5）采用一组20kVarMCR磁控电抗器，可以实现SVC柜的无功连续调节，即：0kVar-475kVar五级调节。

二． 金风S48/750KW风机SVC系统调试时的注意事项：

1.首先是柜体上电前的检查

上电前的柜体检查可以防止设备在运输和安装过程中产生的低级故障，以利于设备安全。

2.拆除MCR控制单元上的线

到MCR控制单元，在它的左侧自上而下拆除FL、GZ，KM12、KM11，IN/N、IN/L，这6根线每两根是一组。

3拆除温控器上的3#加热线。由于SVG柜工作后，柜内温度T>20℃，所以不再需要加热装置。如图4

4.JT10的2个触点改成常闭。JT10控制柜侧风扇，由于SVC运行时柜内温度比较高，要求风扇抑制运行，所以把JT10的2个触点之间加上一段导线短接。如图4

5.给接触器KM2和附加触点加上2个阻容（一个电阻100Ω串联一个电容470nF）。一组加载线标是KM2/A1和KM2/A上；一组加载线标是KM2/11和KM2/12上。如图4

图4

6.检查控制柜到SVC的电流线顺序是否正确。

（1）用万用表确认从风机电控柜引出来到A、C相电流互感器信号线的可靠正确连接。因为电流互感器不允许开路，所以接线时应保证母线上没哟电流流过，必须主控开断电操作。

（2）合上主控开后，柜内带点指示灯应点亮，用万用表测量主控开上口三相电压是否正常，确保没有不平衡、断相等。

（3）风机在启动运行时，一般而言，Ps，Qs都为正，且数值跳动不大，功率因数也相应稳定，如果数值稳定，Ps或Qs为负，可能原因是电流互感器方向接反，需要调换。调换是注意不能使其开路。常规做法是：端子排上安装端接片，调整控制器进线，调整完成后，卸下短接片。

（4）在做电容投切运行时另一名调试人员配合观察各对应之路监控板的显示情况，做到一一对应。同时，各个支路电容在空头过后会报短路故障，因此，必须等各支路都报断路故障后再进行下一步操作。电容器支路投入运行后，会有稳定的交流声。如果有不规则的尖响或金属声，则可能存在问题，应通过控制柜上的控制界面切出电容器组或直接将“运行/停止”转换开关置于停止位置，并停电检查。

（5）在手动投切电容的时候，在投入同一组电容两次时要注意其间隔应大于30s，支路五的时间间隔需要更长。

（6）连续运行期间，调试人员必须时时观察装置运行情况，一旦异常必须马上做出相应动作：停止运行，同时测量各处温度情况，温度过高或者升温过快应停止运行。

三． 金风S48/750KW风机SVC系统典型故障分析

在SVC系统里，容易损坏的几个部件有：可控硅、主控板、支路监控板、吸收板和直流监控板。

以下，故障发生的频率相对较高：、

1.SVC报支路电流不平衡故障

故障原因：某组电容器可控硅开关被击穿

检测步骤及处理方法：

（1）首先将SVC停机，即将柜门上“运行/停止”旋钮打到“停止”位置，再将“自动/手动”旋钮打到“手动”位置。然后在“系统信息”菜单中查看各组电容器组的“支路电流”，正常应该是各支路电流均为0A，如果某支路电流两相或三相有大电流，说明改组电容器的可控硅已被击穿，需要更换可控硅；另一个可以打开支路监控板抽屉检查各支路可控硅是否有灼烧现象；另外，也可用万用表测量各个可控硅的电阻情况。检查完后，对被击穿的可控硅进行更换。可控硅更换时需注意：①可控硅主回路接线方向。②可控硅底座上图上薄薄的一层导热硅脂，厚度半毫米左右。③可控硅的触发线应该压到位、接实。④可控硅的紧固螺丝一定拧紧。

（2）处理完成后，都需要手动投切处理后的电容器组，检查是否能够正常工作。确认每组电容器都能正常工作后麻将SVC旋钮旋转到“运行”、“自动”状态。

2.主空开跳闸，并且主空开不能闭合，处于关断（0）与闭合（1）之间的位置。

故障原因：系统发生短路故障或过流速断故障，SVC系统断主空开进行保护。

检测及处理方法：

（1）首先对SVC柜断电操作，其过程首先将控制柜上的“运行/停止”旋钮打到“停止”位置，再将“自动/手动”旋钮打到“手动”位置。然后将柜门上部的主空开扳回到“0”位，最后打开柜门，断开柜内的开关。

（2）采用万用表对系统主回路及抽屉内的各个电容器支路进行测量，确定是否发生系统或支路短路问题，如果发现短路，对短路现象进行处理。

（3）待处理完毕或检查无误后，进行上电操作，操作过程为首先闭合柜内的开关，锁好柜门并注意观察SVC的显示屏，待显示屏完成初始化过程后，再闭合主空开。

（4）采用手动投切电容器的方式检查各组电容器是否能够正常工作或有过电流问题，投切过程一旦发生异常，应该迅速将“运行/停止”旋钮打到“停止”位置，然后对有问题的电容器组进行必要的检查。

（5）恢复运行时，将“运行/停止”旋钮打到“运行”位置，再将“手动/自动”旋钮打到“自动”位置，系统进入自动运行状态。

以上是本人对金风S48/750风力发电机SVC系统的调试的一些看法，由于本人水平有限，文中难免有不足之处，请各位同仁批评指正。

参考文献

1.《金风750KW系列风力发电机组运行维护手册》

2.《金风750KW系列风力发电机组电控系统电气接线图》（配用SVC系统）

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。