[实用新型]一种用于SVC系统的故障检测/保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态无功补偿系统，属于柔性交流输电技术领域，具体涉及一种用于SVC系统的故障检测/保护装置。

背景技术

近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，造成电压、电流的畸变或三相不平衡、功率因数偏低等问题。为了解决上述问题可以安装静止型动态无功补偿装置(SVC)，目前SVC装置已成功应用于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上，其特点是：调节速度快，并可连续、分相的进行无功功率调节、运行可靠、适用范围广，因此对电力系统电压稳定和改善电能质量起到了明显的作用。然而，由于SVC的工作电压等级较高，一般为10KV、27.5KV或35KV，其中的电力电子装置要承受很高的电压，而且电力电子装置又是整个SVC中的关键器件，决定了整套SVC装置能否安全有效的运行，因而，对于电力电子装置的实时、快速的故障检测和保护也就显得尤为重要。

目前常用的晶闸管的电压等级最高为7000V，而晶闸管的串并联又使得TCR的主电路和控制电路更加复杂，以往的故障检测方法是通过光纤直接将晶闸管阀组的各种报警信号与CPU控制板进行连接，由CPU统一接收并判断是哪一类故障信号，然后做出相应的动作，封锁脉冲、切断主回路或只是进行简单的报警指示。它的弊端是连接线和光纤使用很多，特别是在高电压、大容量的SVC装置中，往往需要多达300根以上的光纤，无形中增加了很大一部分成本，而且给现场安装人员带来了很大的工作量，很多时候由于线号标识的问题造成回传信号误接，使系统故障信号指示不准确，系统误动作，阀组保护不及时或错误保护，严重时烧毁主回路和功率器件；另一方面，由于接口端过多，需要加入CPLD或FPGA等器件协助CPU工作，也就相应的增加了其硬件成本和故障点，而且由于占用CPU的资源过多，使得CPU工作量加大、系统处理速度变慢，不仅如此，由于所有的故障都是由CPU自行判断后再进行处理，导致保护信号延时，出现保护不及时的现象，使得系统长时间安全、稳定运行变得困难。

实用新型内容

针对上述技术问题以及现有技术的缺陷和不足，本实用新型旨在提供一种用于SVC系统的故障检测/保护装置，当发生系统故障时，故障检测保护系统自动进行故障诊断和定位，并立即通过CAN总线上传具体故障信息，发出警报，在判断出严重故障后，发出保护信号，可直接切除主回路电力电子装置或其它高压设备；该装置既能快速地检测到系统故障，又能及时地进行有效的保护，大大缩短了SVC设备的停机时间，提高了工作效率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种用于SVC系统的故障检测/保护装置，由信号采集单元、单片机控制单元、CAN通信单元、故障检测保护及触发脉冲驱动单元、晶闸管阀组与光电隔离单元组成，单片机控制单元与CAN通信单元电信号连接，CAN通信单元与故障检测保护及触发脉冲驱动单元电信号连接，故障检测保护及触发脉冲驱动单元与晶闸管阀组、光电隔离单元电信号连接，其特征在于A/D采样板与采集单元、DSP运算单元电信号连接，DSP运算单元电信号连接控制移相触发板；移相触发板经光电隔离单元电光转换后再电信号连接故障检测保护及触发脉冲驱动单元；所述故障检测保护及触发脉冲驱动单元经驱动后连接到对应的高电位板中驱动晶闸管阀组。其中，所述高电位板还将欠压报警信号和BOD报警信号电信号连接到故障检测保护及触发脉冲驱动单元，并将其上传到单片机控制单元(CPU处理单元)。

所述SVC系统的故障检测/保护方法由下述步骤实现：

(1)A/D采集系统实时采集电网三相电压、电流瞬时值，并将转换结果送入单片机控制单元(CPU处理单元)，CPU处理单元计算出系统当前基波有功和无功电流并发出触发脉冲，实现最优无功调节。

(2)晶闸管阀组上面的温度传感器定时将温度数据送入故障检测及保护系统，由其判断阀组是否超温，同时，高电位板将欠压报警信号和BOD报警信号也实时地送到故障检测及保护系统中，由该系统判断故障类型及具体的故障支路。

(3)故障检测及保护系统首先通过光电隔离单元接收全部故障信号，再利用CAN总线将这些报警信号及阀组的实时数据通过固定格式的通信协议传送到CPU处理单元上，由CPU处理单元进行相应的报警或封锁脉冲的处理。另外，故障检测及保护系统还具有CAN总线自诊断功能，当CAN总线出现异常时，CPU处理单元发出复位信号，重新启动CAN总线。