静止型动态无功发生器(SVG)故障分析与处理

【摘 要】主要通过SVG的保养及维护、SVG故障查询方法、SVG常见故障分析和处理，让现场技术人员掌握一定维护、故障分析和简单故障处理能力，在设备出现故障后及时进行相应的处理。

【关键词】静止型动态无功发生器（SVG）；维护；分析；处理

一、引言

随着时代的发展无功补偿技术经历了机械开关投切时代、晶闸管半控时代和IGBT全控时代，IGBT全控时代的代表产品就是静止型动态无功发生器（SVG），发展至今SVG已成为目前最先进最高级的无功补偿型式，在煤炭、冶金、电网、化工、铁路及新能源等行业都得到了广泛的应用，但是由于国内电网环境比较恶劣，SVG长期工作在这样的条件下难免会出现一些故障和问题，如果出现SVG问题后不能及时恢复，可能会影响供电质量，对用电设备造成损害，甚至影响企业生产，导致一定的经济损失，这就要求现场技术人员必须掌握一定维护、故障分析和简单故障处理能力。

二、SVG的保养及维护

静止型动态无功发生器（SVG）的维护是十分重要的，进行全面的维护可以减少SVG的故障率。虽然SVG具有高度的可靠性和免维护性，但是，由于环境的温度、湿度、粉尘、振动及电网质量等因素的影响，SVG内部器件的老化及磨损等诸多原因，都会导致SVG潜在的故障发生，因此，必须有专业维护人员对SVG进行日常和定期维护保养。

三、SVG故障查询方法

1、故障检索法

故障检索法是一种依照故障现象来反推故障原因，并在推理过程中逐步进行故障分析和初步制定解决方案的一种推理思路。SVG在进行故障分析时主要依托上位机监控系统，通过对故障数据、故障曲线、故障录波等一系列分析，归纳出最终结论。具体方法如下：

1）通过监控系统界面事件与报警信息窗口确认故障的类型、故障时间等信息。

2）通过监控系统界面的每相单元故障信息窗口查询故障单元的具体故障信息。

3）通过监控系统界面的历史记录、历史曲线菜单查询，设备故障时的电网电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、谐波含量等情况，以及SVG输出电流，每个单元的直流电压、故障变位等信息。

4）通过监控系统界面的故障录波菜单查询，设备故障前50s及故障后10s的1分钟时间内电网电流、电压、SVG输出电流等波形信息。

2、线路排除法

1）初步判断故障现象。

2）按照图纸进行排查。首先要求熟读图纸，包括一次、二次、电控图等。

3）抓住突破口进行正反论证、举一反三。

四、SVG常见故障分析和处理

当SVG出现故障时，可根据控制柜工控机上的监控系统所显示的故障信息，进行相应的处理。

1、单元过压：功率单元“过压”保护指的是当单元直流侧电压达到1230V以上时，为保护功率单元元器件以及设备其他器件的一种保护动作设置。功率单元过压后，SVG会停止运行，同时工控机的监控画面中会报出过压故障。

故障原因：相序和同步存在问题、霍尔回路存在问题、PWM发波板异常、光纤误触发、电磁干扰、均压电阻损坏或单元驱动板故障等。

故障分析与处理办法

1）由于相序和同步存在问题，会造成整相单元报过压故障。通常情况下，需要正序为Ucb线电压超前于Uab线电压60°；需要SVG高压进线和二次PT信号均满足正序要求，这样一次和二次就能够达到同步，即相位上完全重合。

2）霍尔回路存在问题。a.SVG星点处霍尔传感器本身损坏，在空载情况下，霍尔输出对地的直流信号应趋近于0，否则视为霍尔损坏，则需更换霍尔传感器；b.霍尔传感器输出信号接线错误，正确为信号1016对应霍尔输出A相，1017对应霍尔输出C相，需更改接线；c.霍尔传感器15V电源异常，常见情况为开关电源损坏或者+15V和-15V接反，检查开关电源。

3）PWM发波板异常。a.U、V、W相序错误，正常顺序为自右向左为U相、V相、W相，需校正相序；b.PWM发波板硬件损坏；芯片或者元器件损坏，需更换PWM发波板。

4）若光纤误触发，需检查光纤弯折程度是否过大，或者光纤头松动导致脉冲误触发。

5）电磁干扰，由于高压侧对单元驱动板造成干扰，需处理设备接地，包括外壳接地、电抗器铁芯接地和保护接地等，防止干扰。

6）均压电阻损坏，各单元间直流电压平衡控制失衡，一般在设备充电过程中，均压电阻损坏，导致有的单元电压不断升高而最终过压保护，需更换均压电阻。

7）单元驱动板故障，单元驱动板上保险烧断，即单元直流侧电压瞬间变为“0”，可引起单元过电压，需更换单元驱动板。

2、单元过流：功率单元的“过流”保护是通过IGBT电流对应的管压降来判断的，最大不能超过+15V，超过以后即报过流故障，过流保护属于单元驱动板的纯硬件保护，一般测试过流值为IGBT额定电流的3倍左右，超过这个值即报过流保护。单元过流后，SVG会停止运行，同时工控机的监控画面中会报出过流故障。

故障原因：IGBT炸裂、IGBT软击穿、相序和同步存在问题、霍尔回路存在问题、转接板问题或单元驱动板故障等。

故障分析与处理办法

1）IGBT炸裂，如图1所示，IGBT内上下两个桥臂的两个管子V1与V2，发生直通，即管子上面的C极与下面的E极导通，导致两个二极管直接导通，这样会导致IGBT炸裂，即单元直流侧电压直接变为0，则需检查所有IGBT并更换损坏的IGBT；

2）静电导致IGBT软击穿，如图1所示，这种击穿用万用表量不出来，单元充电正常，且能高压就绪，但是启动带负载就过流，这种情况是IGBT的G极与E极导通，则需检查所有IGBT并更换损坏的IGBT；

图1 功率单元拓扑图

3）由于相序和同步存在问题，会造成整相单元报过压故障。通常情况下，需要正序为Ucb线电压超前于Uab线电压60°；需要SVG高压进线和二次PT信号均满足正序要求，这样一次和二次就能够达到同步，即相位上完全重合。

4）霍尔回路存在问题。a.SVG星点处霍尔传感器本身损坏，在空载情况下，霍尔输出对地的直流信号应趋近于0，否则视为霍尔损坏，则需更换霍尔传感器；b.霍尔传感器输出信号接线错误，正确为信号1016对应霍尔输出A相，1017对应霍尔输出C相，需更改接线；c.霍尔传感器15V电源异常，常见情况为开关电源损坏或者+15V和-15V接反，检查开关电源。

5）转接板问题，转接板上Z1、Z2二极管损坏导致单元过流保护动作，需更转接板。

6）单元驱动板故障，单元驱动板驱动回路电阻电容等器件损坏或者驱动线松动，接触不良等，需检查并紧固所有驱动信号线，防止误触发；若器件损坏需更换单元板。

3、单元超温：功率单元超温是根据IGBT的温度特性进行设置的，温度保护一般是选用75℃低电平有效（常开）的温度开关，而一般IGBT的保护温度是在125℃，考虑到在环境温度基础上的温升，一般把超温保护定义在75℃---85℃之间。单元超温后，SVG会停止运行，同时工控机的监控画面中会报出超温故障。单元超温故障一般表现为单元驱动板报超温故障跳闸；有时也会伴随单元过流、过压等故障一起发生。

故障原因：风机问题、环境温度过高、风道堵塞、单元驱动板故障或温度开关损坏等。

故障分析与处理办法

1）风机问题，首先判断风机运行是否正常，其中包括是否在运行和运行的转向是否正常，需检查风机进行相应调整。

2）环境温度过高，若室内环境温度过高，需加装制冷设备降低环境温度。

3）风道堵塞，由于现场灰尘大，堵塞风道的情况，需清理风道保证出风通畅。

4）单元驱动板故障，若单元驱动板故障系统会误报超温故障，则需将功率单元控制板拆下，检查超温电路。

5）温度开关损坏，若温度开关损坏系统也会误报超温故障，则需检测温度开关。

五、结语

电力供应在企业生产起到重要的作用，随之人们也越来越关注电能质量的问题，SVG作为新一代的电能质量治理装置，它以占地面积小、补偿性能好等优势取代了其他电能质量治理装置，在各个行业中得到了广泛的应用和推广。企业现场技术人员掌握一定SVG维护、故障分析能力和简单故障处理能力十分必要，不仅可以短时间内解决一些简单的故障，还可以在遇到大的故障时能详细的反馈现场情况和配合生产厂家的技术人员进行故障处理，尽快的恢复设备运行。

参考文献：

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作者简介：王井坤（1966-），男，工程师，现在贵州水城矿业股份有限公司工作。