【正文】 壓電機(jī)的接地。 特殊的“警告”、“注意”和“提示”：適用于特殊的操作，放在有關(guān)章節(jié)的開頭，并在該章節(jié)需要的地方再加以重復(fù)和補(bǔ)充。 只有經(jīng)過認(rèn)證合格的專業(yè)人員才允許操作本設(shè)備，并且在使用設(shè)備之前要熟悉本手冊(cè)中所有的安全說明和有關(guān)安裝、操作和維護(hù)的規(guī)定。 注意 防止兒童和公眾接觸或接近本設(shè)備！ 本設(shè)備只能按照制造商規(guī)定的用途來使用。實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)該使用適當(dāng)?shù)碾娮悠骶?。 注意 在運(yùn)輸和存放期間，要保證 輕型直流輸電設(shè)備 不致遭受物理性的沖擊和振動(dòng)，也必須保證它不受雨淋和不存放在環(huán)境溫度過高的地方。設(shè)備必須接地（按照 IEC 536 Class 1, NEC 和其它適用的標(biāo)準(zhǔn)）。 輸入電源中斷并再此上電后，一定的參數(shù)設(shè)置可能會(huì)造成 輕型直流輸電設(shè)備自動(dòng)再啟動(dòng)。 在打開設(shè)備進(jìn)行維修之前，一定要斷開電源。您可以回收這些拆卸下來的部件，并根據(jù)地方法律法規(guī)的要求進(jìn)行處理，或把它們返還給制造商。從其技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)際工程的運(yùn)行來看，很適合應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)供電、異步交流電網(wǎng)互聯(lián)等眾多領(lǐng)域。與傳統(tǒng) HVDC 相比短路電流容量并不重要。 VSC 不僅不需要交流側(cè)提供無功功率，而且能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償交流母線的無功功率，穩(wěn)定交流母線電壓。 （ 4）由于 VSC 交流側(cè)電流可以被控制，所以不會(huì)增加系統(tǒng)的短路功率。同時(shí)，換流站的占地面積僅為同容量下傳 統(tǒng)直流輸電的 20%左右。其主要應(yīng)用領(lǐng)域是： （ 1）連接分散的小型發(fā)電廠 受環(huán)境條件限制，清潔能源發(fā)電一般裝機(jī)容量小、供電質(zhì)量不高并且遠(yuǎn)離主網(wǎng)，如中小型水電廠、風(fēng)電場(chǎng)（含海上風(fēng)電場(chǎng)）、潮汐電站、太陽能電站等，由于其運(yùn)營成本很高以及交 流線路輸送能力偏低等原因使采用交流互聯(lián)方案在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上均難以滿足要求。而直流電纜不僅比交流電纜占 有空間小，而且能輸送更多的有功，因此采用輕型直流輸電向城市中心區(qū)域供電可能成為未來城市增容的最佳途徑。 （ 6）提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量 輕型直流輸電系統(tǒng)可以獨(dú)立快速地控制有功和無功，且能夠保持交流系統(tǒng)的電壓基本不變，它使系統(tǒng)的電壓和電流較容易地滿足電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這種輸電技術(shù)能夠瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)有功和無功的獨(dú)立解耦控制、可向無源網(wǎng)絡(luò)供電、換流站間無需通訊、易于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)。其中，兩端的換流站均采用 VSC結(jié) 構(gòu)，由換流站、直流電容器和輸電電纜等部分組成。 榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 5 （ a）兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (b)三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 22 典型電壓源型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （ 2）直流側(cè)電容器 直流側(cè)電容是 VSC 的直流側(cè)儲(chǔ)能元件， 可緩沖橋臂開斷的沖擊電流、減小直流側(cè)的電壓諧波，并為受端站提供電壓支撐。此外，這種新型電纜重量輕，傳輸功率密度大。 由式（ 1）和式（ 2）可以得到圖 25 所示的換流器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的基波相量圖。 榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 7 圖 25 輕型 HVDC 換流器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的基波相量圖 系統(tǒng)連接電路 如圖 26 所示，為此次海上輕型直流輸電項(xiàng)目的系統(tǒng)原理圖。 P o w e rU n i tisP o w e rU n i tisP o w e rU n i tisP o w e rU n i tisU1 PU1 2 PU1 NU1 2 NP o w e rU n i tisP o w e rU n i tisP o w e rU n i tisP o w e rU n i tisU1 PU1 2 PU1 NU1 2 N3 8 0 V輔 助 繞 組Q SQ F整 流 閥 組 逆 變 閥 組Q SQ FQ SQ FQ S Q F1 0 k V / 4 0 0 0 k V A安 裝 P T 、 C T4 0 0 V / 4 0 0 0 k V A安 裝 P T 、 C T+ 1 0 k V 1 0 k V整 流 閥 組 、 逆 變 閥 組 各 由 2 4 個(gè) 單 元 組 成177。 功率單元 功率單元是輕型直流輸電系統(tǒng)的主體與核心部分。同時(shí)，由于直流榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 10 線路沒有感抗和容抗，也就沒有無功損耗。直流電纜比交流電纜絕緣壽命要長的多，這是電纜的內(nèi)在固有特性。 為了避免鐵磁損失，交流海底電纜需要非磁性的鋼絲鎧裝材料，從而應(yīng)該使用銅、鋁合金或無磁不銹鋼絲。這樣海底電纜就比較容易鋪設(shè) ，而且會(huì)出在較小的拉力之下。如果需要修復(fù)，可采用適當(dāng)?shù)碾娎|船。 相比與紙絕緣電纜，高壓直流電纜可以抵御重復(fù)性彎曲疲勞，有利于跨越不平衡海床。正常運(yùn)行時(shí)，一套控制系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，另外一套系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，兩套系統(tǒng)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，但只有工作系統(tǒng)可對(duì)一次設(shè)備發(fā)出指令。 為了提高運(yùn)行的可靠性，限制任一控制環(huán)節(jié)故障造成的影響，如圖 211概念性示意圖所示，可以將輕型直流的控制系統(tǒng)大致分成系統(tǒng)級(jí)控制 (System Control)、換流器級(jí)控制 (Converter Control)和觸發(fā)級(jí)控制 (Firing Control)等層次。系統(tǒng)級(jí)控制策略研究就是要從電力系統(tǒng)潮流、穩(wěn)定控制等方面的要求出發(fā)，充分利用輕型直流系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的控制規(guī)律以實(shí)現(xiàn)改善交流系統(tǒng)的運(yùn)行特性、提高系統(tǒng)可靠性等目標(biāo)。輕型直流換流器級(jí)控制常包括多種控制，常用的外環(huán)功率控制有： 定直流電壓控制、定有功功率控制、定無功功率控制、定頻率控制、定交流電壓控制等。 榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 14 第 3 章 榮信 輕型直流輸電設(shè)備 的系統(tǒng)組成 榮信 輕型直流輸電設(shè)備 的基本組成包括功率柜和變壓器柜兩部分。 榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 15 圖 31 榮信高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)功率柜 圖 32 榮信高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)功率柜 控制機(jī) 控制機(jī)是由榮信公司自主研發(fā)的全數(shù)字信號(hào)控制裝置，內(nèi)置總線板、 CPU榮信輕型直流輸電設(shè)備的工作原理 16 板、 PWM 板、數(shù)字板、模擬板、通訊板以及顯示板。 PWM 板主要用于控制機(jī)與各功率單元板間的光纖通訊連接。 圖 33 控制系統(tǒng) 控制機(jī)與功率單元之間采用光纖信號(hào)傳輸技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的應(yīng)用安全性，完美的電磁兼容性，優(yōu)良的運(yùn)行可靠性。上控制電后，面板上的數(shù)碼管會(huì)顯示相應(yīng)的信息。 圖 37 PWM 板 模擬板如圖 38 所示，此板作用為接收外界發(fā) 出的模擬信號(hào)，鎖存后送到主控板，并發(fā)送控制機(jī)發(fā)出的模擬信號(hào)。數(shù)字輸入量包括遠(yuǎn)程啟動(dòng)、遠(yuǎn)程停止、遠(yuǎn)程復(fù)位、遠(yuǎn)程急停、上級(jí)高壓輔助等，此外還為用戶提供 4 路備用數(shù)字輸入，根據(jù)用戶的需要，方便擴(kuò)展應(yīng)用。此板還能夠接收并傳遞操作人員下達(dá)的命令，通過此板上的按鍵調(diào)節(jié) 輕型直流輸電設(shè)備 參數(shù)，使 輕型直流輸電設(shè)備 更好更可靠地運(yùn)行，可視的友好操作界面，為人機(jī)間信息的交互提供方便。 圖 313 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)功率單元 功率單元板如圖 313 板安裝在功率單元上，作用為接收控制機(jī)發(fā)出的各種控制命令，并生成 IGBT 的驅(qū)動(dòng)脈沖，同時(shí)反饋給控制機(jī)功率單元的工作狀態(tài)，包括直流側(cè) 電壓值、各個(gè) IGBT 的集電極高低電平、過壓欠壓、超溫、短路等。 變壓器的多組副邊繞組經(jīng)過移相向功率單元供電后，可以構(gòu)成 幾十到百余脈沖系列的多級(jí)移相疊加的整流方式，這樣可以大大改善網(wǎng)測(cè)的電流波形，提高網(wǎng)測(cè)的功率因數(shù)，無需任何功率因數(shù)補(bǔ)償及諧波抑制裝置便可將負(fù)載下的網(wǎng)測(cè)的功率因數(shù)提高到 以上。在充電過程結(jié)束后，可以通過高壓隔離開關(guān)手動(dòng)或自動(dòng)地將充電電阻高壓開關(guān)掉，使 輕型直流輸電設(shè)備 進(jìn)入工作狀態(tài)。 輕型直流輸電 設(shè)備 應(yīng)存放在空氣流通，溫度在 40℃～ +70℃范圍內(nèi)，空氣的最大相對(duì)濕度不超過 90%的室內(nèi)。 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備防止蛇、 鼠等小動(dòng)物侵入的防護(hù)措施，要嚴(yán)格避免因此類動(dòng)物侵入造成系統(tǒng)接地短路而形成的設(shè)備損壞。變壓器屏蔽層及接 地端子也應(yīng)接至廠房大地，柜體間應(yīng)相互連接形成一個(gè)整體。旁路柜的機(jī)械連鎖或電氣連鎖裝置動(dòng)作應(yīng)正確可靠。 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的運(yùn)輸、儲(chǔ)存及安裝 25 電氣安裝要求 輸入和輸出電纜必須分別配線，防止混線，防止絕緣損壞造成危險(xiǎn)。 柜體內(nèi)的導(dǎo)線不應(yīng)有接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。 引入柜體的電纜應(yīng)排列整齊，編號(hào)清晰，避免交叉，并應(yīng)固定牢固，不得使所接的端子排受到機(jī)械應(yīng)力。 第 5 章 輕型直流輸電設(shè)備 的運(yùn)行操作 輕型直流輸電設(shè)備 運(yùn)行前的準(zhǔn)備 檢查高壓系統(tǒng)輸入、輸出電源回路是否有短路、接地情況。 現(xiàn)場(chǎng)配備安全員一名，各操作人員全部就位，無關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離高壓區(qū)。 (4) 閉合旁路柜上的輸入和輸出高壓隔離開關(guān)。 (8) 變壓器柜內(nèi)進(jìn)線 接觸器 自動(dòng) 合閘 ， 檢查功率單元充電是否正常（充電電壓為變壓器二次側(cè)電壓的 倍） ，檢查變壓器柜的散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常 。 輕型直流輸電設(shè)備 運(yùn)行注意事項(xiàng) 送電順序必須遵循“先送控制電，再送高壓電”的順序；斷電順序必須遵循“先斷高壓電，再斷控制電”的順序。嚴(yán)禁單個(gè)端子對(duì)地測(cè)試，否則有損壞 輕型直 流輸電設(shè)備 的危險(xiǎn)！ 不得在上級(jí)高壓開關(guān)未斷開的情況下對(duì)控制機(jī)斷電，此操作可能會(huì)造成 輕型直流輸電設(shè)備 的嚴(yán)重?fù)p壞！ 不得在 輕型直流輸電設(shè)備 運(yùn)行時(shí)打開柜門（功率柜內(nèi)控制機(jī)柜門除外），此操作可能會(huì)對(duì)人員造成人身傷害！ 維護(hù)過程中，應(yīng)防止異物落入設(shè)備內(nèi)！ 輕型直流輸電設(shè)備 的日常維護(hù)及巡視 (1) 經(jīng)常檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況，注意室內(nèi)溫度不要超過 40℃。 (5) 經(jīng)常檢查檢測(cè)編碼器與電機(jī)軸承的連接是否牢固。 輕型直流輸電設(shè)備 的定期維護(hù) (1) 輕型直流輸電設(shè)備 每運(yùn) 行一個(gè)月，應(yīng)對(duì)濾塵網(wǎng)進(jìn)行一次除塵操作。 (4) 長期存放的 輕型直流輸電設(shè)備 須在 2 年內(nèi)作一次通電試驗(yàn)，通電前須作耐壓試驗(yàn)。用戶可以根據(jù)運(yùn)行時(shí)間確定更換年限。 判別標(biāo)準(zhǔn)：有無漏液，安全閥是否凸出，靜電電容及絕緣電阻的測(cè)定。 (2) 將送電旁路柜的開關(guān)分閘并掛牌。（注意母線極板上的殘壓，手不要碰到單元內(nèi)的母線極板）。 (8) 將功率單元的外接電纜按原順序接好，保證接線連接牢固。下面把所有可能出現(xiàn)的故障歸納如下，用戶在尋求服務(wù)之前，可以先按故障介紹進(jìn)行自查，并詳細(xì)記錄故障現(xiàn)象，需要尋 求服務(wù)時(shí)，請(qǐng)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系。 常見異常現(xiàn)象的處理 輕型直流輸電設(shè)備 無法工作 檢查旁路柜中高壓隔離開關(guān)是否閉合，充電接觸器是否吸合，控制柜電源是否正常，連接電纜及螺釘是否松動(dòng)。 控制機(jī)中的顯示器不顯示或顯示異常 檢查控制機(jī)中電源是否正常，顯示器驅(qū)動(dòng)板是否正常。 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的故障處理 32 電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn) 輕型直流輸電設(shè)備 的輸出電壓、輸出電流和輸出頻率是否正常，電機(jī)連接電纜是否脫落，電機(jī)絕緣是否正常，電機(jī)是否堵轉(zhuǎn)或有其它機(jī)械故障。狀態(tài)參數(shù)顯示可以實(shí)時(shí)的反饋 輕型直流輸電設(shè)備 的各種參數(shù)，操作者 可以對(duì) 輕型直流輸電設(shè)備榮信 HVDC系列 高壓變頻 的人機(jī)界面 36 狀況迅速了解。 指示燈說明 界面配置 14 個(gè)指示燈，分別指示 輕型直流輸電設(shè)備 的工作狀態(tài)，具體功能如下表所示。 表 82 按鍵功能對(duì)照表 序號(hào) 按鍵名稱 功能 1 上鍵 在主屏的子界面上，用來切換屏幕； 在設(shè)置參數(shù)時(shí)，用來給選定的數(shù)加 1 2 下鍵 在主屏的子界面上，用來切換屏幕； 在設(shè)置參數(shù)時(shí)，用來給選定的數(shù)減 1 3 左鍵 在主屏的子界面上，用來切換類屏幕（類切換）； 在設(shè)置參數(shù)時(shí)，用來給選定更改位 4 右鍵 在主屏的子界面上，用來切換類屏幕（類切換 ）； 在設(shè)置參數(shù)時(shí)，用來給選定更改位 5 運(yùn)行 在狀態(tài)主屏和查詢主屏，且就緒燈亮?xí)r， 可以啟動(dòng)電機(jī) 6 停止 在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，任何屏的停止鍵都可以停止電機(jī) 7 復(fù)位 在電機(jī)停止時(shí)，且屏幕在狀態(tài)主屏 和查詢主屏?xí)r，可以復(fù)位故障和 DSP 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的人機(jī)界面 38 8 菜單 當(dāng)電機(jī)未運(yùn)行時(shí)，在 4 個(gè)主界面間切換；電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在除了出廠設(shè)置外的 3 個(gè)主屏間切換 （此鍵在任何屏都有效） 9 選擇 在設(shè)置屏，用選擇鍵選擇要更改的參數(shù)，用確定來確定更改參數(shù)；在查詢主屏，選擇故障和報(bào)警 10 確定 在設(shè)置屏中，確定鍵確定更改參數(shù)和確定保存參數(shù) ；在查詢主屏，確認(rèn)進(jìn)故障或報(bào)警屏 11 返回 返回上一步 顯示界面 系統(tǒng)框圖 人機(jī)界面包括四部分功能區(qū)域，分別是：狀態(tài)主屏、查詢主屏、設(shè)置主屏、出廠設(shè)置主屏，分別如圖 92, 圖 93, 圖 94, 圖 95。在開機(jī)界面中，按鍵被屏蔽，且僅電源燈點(diǎn)亮。 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的人機(jī)界面 41 R X P E 查 詢 主 屏故 障 報(bào) 警歷 史 故 障歷 史 操 作 圖