SVG动态无功补偿装置维修全指南
SVG（Static Var Generator，静止无功发生器），又称STATCOM（Static Synchronous Compensator），是一种先进的动态无功补偿装置，它通过电力电子技术（主要是IGBT）实现快速、连续、精确的无功功率调节，是现代电网中保证电能质量的关键设备。
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第一部分：SVG基础知识与工作原理（维修前的必备知识）
什么是SVG？它为什么重要？
- 作用：快速向电网提供或吸收感性/容性无功功率，稳定电网电压、抑制电压波动和闪变、补偿三相不平衡、提高功率因数。
- 核心优势：响应速度快（毫秒级）、补偿范围宽、输出电流谐波含量低、体积小。
SVG的基本构成（维修人员必须了解的内部结构）
一个典型的SVG系统主要由以下几个部分组成,维修时需要逐一排查。
A. 主电路
- 进线电抗器：连接电网和变流器，限制电流突变、滤除谐波、起到缓冲作用。
- IGBT功率单元：SVG的核心，通过控制IGBT的开关，将直流侧电压逆变成交流电压，从而控制与电网之间的无功交换。
- 直流侧电容：储能元件，维持直流母线电压稳定，是IGBT工作的基础。
- 保护单元：如避雷器、熔断器等，防止过压、过流。
B. 控制系统
- DSP/ARM控制器：SVG的“大脑”，负责采集电网电压、电流信号，计算无功需求，并生成PWM脉冲信号来驱动IGBT。
- 采样板：负责采集电压、电流、温度等模拟信号，并转换为数字信号传送给控制器。
- 驱动板：接收控制器的PWM信号，进行放大和隔离，驱动IGBT的导通和关断。
C. 冷却系统
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- 风机/水泵：强制风冷或水冷，为IGBT等发热元件散热。
- 温度传感器：实时监测关键部位温度，为控制系统提供依据。
D. 保护与监控系统
- 监控单元：通常是一个PLC或工控机，负责人机交互（HMI）、数据记录、故障报警、通信等。
- 保护继电器：实现过压、欠压、过流、过热、缺相等综合保护。
第二部分：常见故障现象与原因分析
维修的第一步是“望闻问切”，即根据故障现象初步判断问题所在。
| 故障现象 | 可能的原因 | 重点排查区域 |
|---|---|---|
| 上电无反应，无法启动 | - 控制回路电源故障 - 急停按钮被按下或线路断路 - 监控单元或控制器损坏 - 主回路断路器未合闸 |
控制电源、急停回路、监控单元、主断路器 |
| 上电后立即跳闸，报“过压”或“欠压” | - 进线电压异常（过高或过低） - 直流母线电压检测回路故障 - 电压传感器损坏 - 控制器参数错误 |
进线电压、直流母线电压、电压传感器、控制器参数 |
| 上电后立即跳闸，报“过流”或“短路” | - IGBT驱动回路短路 - IGBT模块击穿短路 - 进线电抗器匝间短路 - 电流传感器损坏或接线错误 |
IGBT模块、驱动板、电流传感器、进线电抗器 |
| 运行中报“过热” | - 冷却系统故障（风机/水泵停转） - 风道堵塞（滤网太脏） - 温度传感器损坏或接触不良 - IBT损耗过大（如长期满载运行） |
冷却系统、风道、温度传感器、运行工况 |
| 无功补偿效果差或不工作 | - 控制器参数设置错误（如容量、CT/PT变比） - 电压/电流采样信号异常或丢失 - PWM脉冲信号未输出到驱动板 - IGBT触发不良（部分损坏） |
控制器参数、采样信号、PWM信号、IGBT驱动 |
| 输出电流波形畸变，谐波大 | - IGBT驱动不良 - 直流母线电压波动 - 控制器算法问题 - 电网背景谐波干扰 |
IGBT驱动、直流电容、控制器、电网质量 |
| HMI（人机界面）黑屏或通信中断 | - 监控单元电源故障 - HMI自身硬件损坏 - 通信线缆（如网线、CAN线）松动或损坏 |
监控电源、HMI、通信线缆 |
第三部分：维修流程与步骤（安全第一！）
警告：SVG内部存在高压直流电，即使断电后，电容仍可能储存致命能量！非专业人员严禁操作！维修前必须确保安全！
维修前安全准备
- 断电：确认装置完全断电，并挂上“禁止合闸，有人工作”的警示牌。
- 验电：使用合格的验电器，对主电路中的直流母线、电容、IGBT等所有可能带电的部位进行反复验电，确保无电压。
- 放电：使用专用放电棒或大功率电阻，对直流电容进行充分放电。这是最关键的一步！
- 隔离：断开与SVG连接的所有外部线路（电网、控制信号等）。
- 准备工具：万用表（最好为高内阻型）、示波器、绝缘工具、螺丝刀、钳形电流表等。
系统化维修步骤
第一步：故障信息收集与初步判断
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- 询问操作人员：故障发生前的现象、有无异响、异味、操作步骤等。
- 查看HMI或监控后台：记录下具体的故障代码、报警信息、故障发生时的各项电气参数（电压、电流、温度等）。
第二步：电源与控制回路检查（低压部分）
- 检查控制电源：测量控制变压器输出电压是否正常（如24VDC或220VAC）。
- 检查急停回路：检查急停按钮是否复位，其常闭触点是否导通。
- 检查监控单元：看监控单元（PLC/工控机）是否正常启动，指示灯状态如何。
- 检查通信：检查HMI与控制器、控制器与各功能板之间的通信是否正常。
第三步：主电路检查（高压部分，需极其谨慎）
- 目视检查：打开柜门，观察有无明显的烧毁痕迹、元件变色、电容鼓包、线缆烧焦等。
- 检查直流母线电压：
- 再次确认放电！
- 使用万用表直流档测量直流母线正负极之间的电压,正常情况下，应为0V。
- 若有电压,说明放电不彻底或存在外部充电回路，需重新放电。
- 检查IGBT模块：
- 将万用表打到二极管档。
- 在IGBT模块的C（集电极）、E（发射极）、G（栅极）之间进行测量。
- 正常状态：C-E之间应呈现二极管特性（正向有压降，反向无穷大），G-E之间应开路。
- 故障状态：若C-E之间正反向都导通或短路，或G-E之间短路，则说明IGBT模块已损坏。
- 检查进线电抗器和电流传感器：用万用表电阻档测量其线圈是否通断，有无匝间短路（阻值异常变小）。
第四步：控制系统检查（信号与逻辑）
- 检查采样信号：
- 使用万用表或示波器测量采样板输出的电压、电流信号是否正常，电网电压采样信号应与实际电压成比例。
- 检查PT/CT（电压/电流互感器）二次侧信号是否正常引入。
- 检查驱动信号：
- 这是最复杂的部分，需要专业知识。
- 在控制器正常工作且无故障输出的情况下,用示波器测量驱动板上输入的PWM脉冲信号，应有正确频率、占空比的脉冲波。
- 检查驱动板输出的驱动信号是否正常（通常为+15V/-8V的强驱动信号）。
- 检查控制器参数：通过监控软件或编程软件检查SVG的运行参数，如容量、CT/PT变比、电压等级等是否设置正确。
第五步：故障定位与修复
- 根据以上排查,找到损坏的元器件（如IGBT模块、驱动板、电容、传感器等）。
- 更换新元件,注意型号、规格必须完全一致。
- 更换IGBT模块后,必须检查与之配套的驱动板是否正常，否则极易再次烧毁IGBT。
第六步：维修后测试与投运
- 绝缘测试：在断开所有电子板的情况下，使用兆欧表（摇表）对主电路进行对地绝缘测试，确保绝缘合格。
- 上电测试：
- 先只给控制电上电,检查HMI、控制器、风机等是否正常工作。
- 确认一切正常后,合上主断路器，进行上电测试。
- 空载运行：SVG不带负载运行一段时间，观察有无异常报警、异响、异味，检查直流母线电压是否稳定。
- 负载测试：在确保空载正常后，接入电网负载，进行带载测试，检查其补偿效果、输出电流波形、温升等是否达到预期。
第四部分：预防性维护与日常巡检
“治未病”比“治病”更重要，良好的维护可以大大减少故障发生。
- 定期清洁：定期清理柜内和滤网的灰尘，防止风道堵塞导致过热。
- 检查紧固件：检查主回路端子、控制端子等是否松动，因振动或热胀冷缩可能导致接触不良。
- 检查冷却系统：定期检查风机、水泵运行是否正常，有无异响。
- 检查电容状态：目视检查直流电容有无鼓包、漏液。
- 数据记录与分析：定期记录运行数据（电压、电流、功率因数、温度等），分析趋势，提前发现潜在问题。
- 软件备份：定期备份控制器的程序和参数设置。
SVG维修是一项技术性很强的工作,需要维修人员具备电力电子、自动控制、PLC等多方面的知识，其核心在于：
- 安全至上：严格遵守停电、验电、放电、隔离的安全规程。
- 系统思维：将SVG看作一个由“主电路-控制-冷却-保护”组成的系统，系统性地分析问题。
- 由简到繁：先从电源、通信等外围入手，再逐步深入到核心的IGBT和驱动电路。
- 善用工具：万用表、示波器是维修人员的“眼睛”，要学会利用它们获取电路的“健康”信息。
对于复杂或无法判断的故障,建议及时联系SVG设备的原厂或专业技术人员进行处理，以免造成设备损坏或安全事故。
