【正文】 . 36 按鍵功能 ......................................... 37 顯示界面 ............................................. 38 系統(tǒng)框圖 ......................................... 38 開機界面 ......................................... 39 狀態(tài)主屏 ......................................... 39 查詢主屏 ......................................... 40 設置主屏 ......................................... 42 出廠設置 ......................................... 44 第 9 章 故障代碼對照表 .................................. 52 目錄 iii 榮信 HVDC系列 高壓 輕型直流輸電設備 綜述 1 第 1 章 輕型直流輸電設備綜述 高壓直流輸電（ HVDC）技術始于 20 世紀 60 年代，隨著電力電子器件和控制技術的飛速發(fā)展，采用 IGBT、 IGCT 等元件構成電壓源型換流站（ Voltage Source Converter， VSC）來進行直流輸電成為可能。 HVDC Light 的受端系統(tǒng)可以是無源網(wǎng)絡，克服了傳統(tǒng)的 HVDC 受端必須是有源網(wǎng)絡的根本缺陷，使利用 HVDC 為遠距離的孤立負荷送電成為可能。這意味著增加新的輕型直流輸電線路后，交流系統(tǒng)的保護整定基本不需改變。利用輕型直流輸電與主網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)是充分利用可再生能源的最佳方式，有利于保護環(huán)境。因此，輕型直流輸電技術是未來改善配網(wǎng)電能質量的有效措施。下面就各組成部分的結構和作用進行簡單介紹。 基本工作原理 輕型直流輸電采用電壓源型換流器和 PWM 技術， 其基本工作原理如圖 23和圖 24 所示。圖左半部分表示海上換流站整流閥組部分，右半部分表示海上換流站逆變閥組部分，中間部分為直流海底電纜。功率單元的前端與變壓器連接，接收變壓器供給功率單元的能量，由具有相同結構和功能的多個功率單元的直流側串聯(lián)形成直流電源，該直流電源再經直流電纜或海纜將電能輸送至用電端。 1 海底直流電纜 高壓直流電纜一般比交流 電纜更具有長距離傳輸效率，特別是高電壓的時候。 可采用鍍鋅鋼絲電纜護甲，這種材料具有更好的彈性。 榮信輕型直流輸電設備的工作原理 11 210 海底電纜鋪設 控制系統(tǒng) 輕型直流輸電系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，其實際運行性能極大地依賴于它的控制系統(tǒng)。分層設計能夠簡化設計任務，增強控制系統(tǒng)的靈活性。 一般說來，外環(huán)功率控制中的定直流電壓控制、定有功功率 控制和定頻率控制是一組不兼容的控制目標，即一端換流站只能實現(xiàn)其中一種控制目標。通過編程器將符合用戶現(xiàn)場工況的控制 程序下載至控制機后，控制機便可實現(xiàn)調速系統(tǒng)的開環(huán)或閉環(huán)控制、生成多電平的 PWM 控制波形、實現(xiàn)快速保護及網(wǎng)絡通訊等控制功能。 榮信輕型直流輸電設備的工作原理 17 圖 34 控制系統(tǒng) 總線板如圖 35 所示，此板作用為：整個控制機的電源供給、各板數(shù)據(jù)傳輸及內、外部數(shù)據(jù)交換。模擬輸入量是為用戶提供的 420mA模擬速度給定量，此外還為用戶提供 5 路備用模擬輸入，根據(jù)用戶的需要，方便擴展應用。 圖 311 圖 312 面板 功率單元 功率單元是高壓變頻調速系統(tǒng)的主體部分，電源電壓及頻率的改變在這里完成。由于變壓器的副邊繞組的相互獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，具有極高的可靠性和安全性。存放期間應避免陽光直射，防止水浸、雨淋和腐蝕等情況的發(fā)生。 安裝過程中，要防止設備受到撞擊和震動，所有柜體不得倒置，傾斜角度不得超過 30℃。 信號線與電源線不要長距離平行布線，信號線與通訊線必須采用屏蔽電纜，屏蔽層單端接地。 強、弱電回路不應使用同一根電纜，并應分別成束分開排列，當有困難時應設強絕緣的隔板。 輕型直流輸電設備 運行操作 輕型直流輸電設備 的操作 (1) 檢查控制電是否正常，控制柜送控制電。 (9) 輕型直流輸電設備 就緒后 按控制柜上的“啟動”按鈕 ，使 輕型直流輸電設備 進入運行狀態(tài) (10)從顯示屏設定所 需要的頻率。 (2) 保持室內清潔衛(wèi)生。如灰塵較多，除塵周期可縮短為半個月。 冷卻風扇 可能損壞原因：軸承磨損，葉片老化。 (3) 經過約 20 分鐘的放電后，用套筒扳手卸下功率單元端子的外接電纜。 表 61 檢查提示表 檢查部分 檢查項目 檢查方法 /判定標準 周圍環(huán)境 確認環(huán)境溫度、濕度、振動（有無灰塵、油污、水滴） 周圍是否有工具等異物和危險品 目測或儀器 符合技術規(guī)范 無放置 變壓器 功率單元 散熱通道有無堵塞，風道是否通暢 進出電纜有無松動，有無灼傷痕跡 清潔情況，及時清除污垢 變壓器一次對二次，一次對地，二次對地絕緣電阻 是否符合標準 目測 目測 目測 絕緣搖表 顯示屏 顯示屏顯示是否清晰 目測，顯示清晰 柜體 有無異常振動、聲響；緊固件有無松動有無灰塵、污損；有無變形、損壞 目測，無異常 導體導線 導體導線有無變色或變形，有無破損 目測，無異常 冷壓端子 冷壓端子與電纜連接有無松動，破損 目測，無異常 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的保養(yǎng)和維護 30 濾波電容 有無漏夜、變色、裂紋及膨脹 靜電電容 目測與儀器， 無異常 放電 電阻 有無斷線，絕緣體有無開裂 目測與儀器 電阻值在177。 輕型直流輸電設備 運行中停機 檢查是否停電，控制柜中電源是否正常，變壓器是否 正常，負載電機是否正常，控制柜中各電路板輸出信號是否正常。 輕型直流輸電設備 的故障原因及處理方法 當 輕型直流輸電設備 出現(xiàn)故障時，根據(jù) CPU 板及顯示屏顯示的故障信息，按表 71 進行相應的處理。 表 81 指示燈狀態(tài)信息對照表 序號 燈注釋 功能 1 電源 當人機界面通電時，電源燈點亮 2 就緒 當 DSP 充電就 緒后，就緒燈點亮，此時可以啟動電機；當電機運行時，就緒燈熄滅 3 本地 輕型直流輸電設備 由本地面板控制，此時除遠程急停和停機鍵外，屏蔽其它遠程控制（ 3， 4 燈不會同時亮） 4 遠程 輕型直流輸電設備 處于遠程控制狀態(tài)，此時除本地面板急停和停機鍵外，屏蔽本地面板控制（ 3， 4燈不會同時亮） 5 運行 當電機處于運行態(tài)時，點亮（ 5， 6 燈不會同時亮） 6 停止 當電機處于停止態(tài)時，點亮（ 5， 6 燈不會同時亮） 7 V/F 電機運行，使用恒壓頻比控制算法（ V/F）時，點亮此燈（ 7， 8 燈不會同時亮） 8 矢量 電 機運行，使用矢量控制算法（ VC）時，點亮此燈（ 7， 8 燈不會同時亮） 9 正轉 當電機運行，且處于正轉時，點亮此燈 （ 9， 10 燈不會同時亮） 10 反轉 當電機運行，且處于反轉時，點亮此燈 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的人機界面 37 （ 9， 10 燈不會同時亮） 11 充電 上電后，電機未就緒，單元處于充電狀態(tài)，點亮此燈；當充電結束，充電燈熄滅 12 通訊 當有數(shù)據(jù)通訊時，通訊燈閃爍 13 故障 當 輕型直流輸電設備 有故障時，故障燈點亮，此時通過復位鍵可以復位故障 14 報警 當 輕型直流輸電設備 有報警時，報警燈會點亮，通過復位鍵可以復位報警 按鍵功能 本界面有 11 個鍵，包括 4 個方向鍵， 3 個功能鍵和 4 個控制鍵。 R X P E榮 信 股 份 圖 86 開機界面 狀態(tài)主屏 開機 3 秒后，直接進入狀態(tài)主屏，狀態(tài)主屏如圖 97 所示。開機 3 秒后進入狀態(tài)主屏。 本人機界面采用的 128*64 點陣的 LCD 屏，并設置了 14 個指示燈和 11 個按鍵，面板如圖 91 所示。檢查各柜 門是否嚴密關閉，行程開關是否完好，配線是否脫落。 通過功率單元板上的指示燈確認功率單元的故障原因。 (7) 將光纖按原順序插好，保證光纖插接牢固（需聽到咔噠鎖緊聲）。 榮信 HVDC系列 高壓變頻 的保養(yǎng)和維護 29 功率單元的更換 (1) 停止 輕型直流輸電設備 。 輕型直流輸電設備 易損壞器件主要有冷卻風扇和濾波用電解電容，在通常情況下，冷卻風扇的使用壽命為： 3～ 4 萬小時；電解電容的壽命為： 4～ 5 萬小時。 (8) 定期記錄 輕型直流輸電設備 的運行情況，發(fā)生故障跳閘時，要記錄故障情況，查明原因并排除后方可再次上電。 維護注意事項 輕型直流輸電設備 屬于高壓產品，柜內有 6kV、 10kV 等電壓等級的危險電壓，維護時務必注意人身安全和設備安全！ 操作人員必須熟悉本設備的基本原理和功能特點，熟悉設備的結構和操作方法，無關人員不得對本設備進行操作、維護、檢修等工作！ 輕型直流輸電設備 停電后，功率單元直流母線 仍然有殘余電壓，必須在電容器充分放電后方可對功率單元進行維護，在未確定正確直流母線電壓之前，嚴禁觸摸單元內部！ 不得將輸入側與輸出側接反，否則會造成功率單元的損壞！ 不得使用高壓絕緣電阻表測量 輕型直流輸電設備 的輸出絕緣，否則會造成功率單元內部電力電子器件的損壞！ 對高壓電纜、電動機及變壓器進行耐壓測試，必須將功率單元與被測試器件斷開，單獨對被測試器件測試，否則將造成 輕型直流輸電設備 的損壞！ 對 輕型直流輸電設備 的絕緣測試，必須將所有的輸入，輸出端子用導線短接后，對地測試。 (7) 合上級旁路柜高壓隔離開關，系統(tǒng)送高壓。 保證用戶現(xiàn)場為旁路柜供電的上級高壓隔離開關可靠分斷。 配線應整齊、清晰、美觀，導線絕緣應良好，無損傷。 安裝過程中，要一直保持 輕型直流輸電設備 柜體可靠連接廠房大地，保證人身安全。所有柜體應固定安裝于槽鋼底座之上，并和廠房大地可靠連接。 輕型直流輸電設備 的最大高度為 2800mm，包裝后的總高度不會超過 3300mm，在選擇運輸工具時，請考慮運輸過程中是否有限高等因素的存在。 榮信輕型直流輸電設備的工作原理 22 圖 315 高壓變頻調速系統(tǒng)變壓器柜 變壓器柜是一臺特殊結構的干式整流變壓器，其原邊通過旁路柜內的高壓隔離開關與電網(wǎng)相連，而副邊繞組則根據(jù)電壓等級和變頻功率單元的級數(shù)分為多組，與功率單元內的功率單元連接，為所有功率單元供電。 榮信輕型直流輸電設備的工作原理 20 圖 310 通訊板 8．顯示板 顯示板和顯示面板如圖 311 圖 312 板能夠實時顯示 輕型直流輸電設備 的工作狀態(tài)，顯示控制機各輸出的模擬及數(shù)字量、 輕型直流輸電設備 輸入及輸出的電壓值和電流值、故障類型等。板上的核心器件是FPGA 模塊，負責信號的調制處理。榮信 輕型直流輸電設備 可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡化控制。功率柜是由控制機和功率單元組成，控制機是榮信 輕型直流輸電設備 的大腦，功率單元是主體。換流器級控制系統(tǒng)接收并跟蹤系統(tǒng)級控制系統(tǒng)產生的直流電壓指令、有功功率指令、無功功率指令、頻率指令和交流電壓指令等參考信號?？刂葡到y(tǒng)還要求在不干擾正常系統(tǒng)工作的同時，能夠對故障系統(tǒng)進行維修以及修復后的驗證工作，以滿足控制系統(tǒng)不停電即可維護的要求。 在大多數(shù)情況下，可以將雙極的兩條電纜靠近安裝。 在同樣傳輸容量下，直流輸電電纜比交流電纜要輕。電纜的絕緣在直流電壓和交流電壓作用下的點位分布、電場強度和擊穿強度都不相同。 逆變側變壓器 逆變側變壓器采用正常非移相變壓器（ 400V / 4000kVA） ,其變比為 400V / 400V,副邊由 24 組二次繞組構成。從系統(tǒng)角度來看 ， VSC 可以看成是一個無轉動慣量的電動機或發(fā)電機，幾乎可以瞬時實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨立調節(jié)，實現(xiàn)四象限運行。它不同于傳統(tǒng)紙或者油絕緣電纜，具有高強度、環(huán)保和方便掩埋等特點，適合用于深海等惡劣環(huán)境。 系統(tǒng)結構 圖 21 為輕型直流輸電系統(tǒng)單線原理圖。 （ 5）海上供電 遠離陸地電網(wǎng)的海上負荷如：海島或海上石油鉆井平臺等負荷，通?？績r格昂貴的柴油或天然氣來發(fā)電，不但發(fā)電成本高、供電可 靠性難以保證，而且破壞環(huán)境，用輕型直流輸電以后，這些問題得以解決，同時還可將多余電能（如用石油鉆井產生的天然氣發(fā)電）反送給系統(tǒng)。 榮信 輕型直流輸電設備 應用領域 輕型直流輸電克服了傳統(tǒng) HVDC 的固有缺陷，使得直流輸電的應用范圍得到擴展，為直流輸電技術的發(fā)展開辟了一個新的方向。這個特點有利于構成既能方便地控制潮流又有較高 可靠性的并聯(lián)多端直流系統(tǒng)，克