KDCF高压无功补偿装置说明书.docx
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KDCF高压无功补偿装置说明书
KDCF6高压滤波及无功补偿装置
产品使用说明书
北京鼎英科技有限公司
一、装置概述2
二、执行标准2
三、功能特点3
3.1补偿功能3
3.2集中和就地控制功能3
3.3滤波功能3
3.4统计功能3
3.5保护功能3
3.6通讯功能3
3.7安全方便3
四、选型说明3
4.1型号定义3
4.2选型说明4
五、技术指标4
5.1环境条件4
5.2控制和保护装置4
5.3专用高压真空开关5
5.4整柜主要指标6
六、装置控制原理7
6.1工作原理7
6.2电压无功综合判据7
6.3电压无功简单判据8
6.4功率因数判据8
七、主要元件列表8
八、安装调试与维护9
8.1安装9
8.2调试9
8.3维护9
一、装置概述
KDCF型高压滤波及无功补偿装置(以下简称装置)是北京鼎英科技公司根据配电网输送电能的技术要求,结合多年研制生产电力自动化设备的实践经验,开发的新型高压智能自动滤波及无功补偿装置。
装置为高压配电系统专门设计,能够有效补偿无功功率,滤除谐波,提高电能质量,降低损耗,是不可缺少的节能设备。
装置可支持对变电站站端的集中补偿、配电线路的柱上补偿和高压电机等负荷的就地补偿。
在电力系统输送电能的过程中,无功功率不足,将使系统中输送的总电流增加、使变压器的出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降;而对于电力用户来说,过多地从电网中吸取无功,不仅使电网电能质量下降,也影响自身的用电和生产,使企业效益下降,甚至招致罚款。
因此,为了减少无功的损失和避免其在电网中的不当流动,必须进行无功补偿。
进行无功补偿时,如果系统或负荷谐波含量较大,将损害普通补偿设备的开关和电容,同时造成谐波放大。
有针对性地配置滤波器,能够有效滤除谐波、延长设备寿命、提高补偿效果和改善电能质量。
一些场合使用滤波装置的出发点可能只是为了滤除谐波,但客观上也会改善系统的无功情况。
装置选用KWWB–400型高压无功补偿控制装置作为控制核心,该装置支持电压、时间、无功、电压无功等多种控制方式,支持对谐波的测量和滤波,支持变电站调压和双母线运行方式,具备上电、掉电、过压、欠压、过流、欠流保护,支持对装置总进线的电流保护、零序电流保护、不平衡电压保护。
装置已广泛应用于电力、冶金、化工等领域,取得了丰富的运行经验,也为用户赢得了显著的效益。
该装置已通过国家级鉴定,属国内领先水平。
二、执行标准
装置满足或超过下列标准和规范的的要求,公司会根据技术标准和规范的更新,而自主改进相关设计。
GB311.1~311.6高电压试验技术
GB763~90交流高压电器在长期工作时的发热
GB2706~89交流高压电器动、热稳定试验方法
GB2900~94电工术语
GB3983.2~89高压并联电容器
GB4208~84外壳防护等级的分类
GB50060~923~110KV高压配电装置设计规范
GB50227~95并联电容器装置设计规范
DL462~92高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件
DL/T604~1996高压并联电容器装置订货技术条件
三、功能特点
3.1补偿功能
装置主要采用单片微机技术,采集计算线路或配电设备的电流、电压、有功、无功以及功率因数等数据,应用区域控制原理,控制投切电力电容器,实现无功功率自动补偿,并使电网功率因数调节至最优状态。
3.2集中和就地控制功能
装置支持无功功率的集中补偿、线路补偿和分散大容量负荷(如泵机)的就地补偿,用户可以根据负荷的分散与集中程度,灵活地选择适宜的补偿设备。
3.3滤波功能
在用户负荷有谐波的情况下,可有针对性地投切滤波器支路,能够滤除谐波对用户的干扰,消除对普通电容的谐波放大,杜绝谐振,并补偿无功功率。
3.4统计功能
方便地获知基于时钟的有关补偿统计数据,评估补偿效果,优化补偿设置。
3.5保护功能
装置具备过压、欠压、过流、速断、不平衡、零序等完整的微机保护功能,为装置可靠运行提供了有力的保证。
3.6通讯功能
装置所选择的控制装置配置标准通讯协议(101规约或MODBUS),支持基于232或485通讯口的互联和四遥功能。
3.7安全方便
装置为带电闭锁设计;内部主要采用可插拔电缆连接,裸漏部分均采用热缩套管密封,箱体内无高压裸漏点;配备视角开阔的安全观察窗;电容室、高压室、控制室完全隔离,且便于维护;
四、选型说明
4.1型号定义
4.2选型说明
无特殊说明,对于无滤波的补偿装置,补偿支路选配1%电抗器限制冲击电流;
无滤波的补偿装置推荐选择各支路等容量的补偿方案,这样能提高设备的利用率;
集中补偿一般不超过6级;柱上补偿一般不超过2级;就地补偿一般为1级随机补偿;
推荐选配两级微机保护方案,以提高设备运行的安全性;
有谐波情况下,一般需先测试、分析后提出补偿方案,做为技术协议的一部分;
鉴于近年来电力网络的增强,建议补偿装置本身不再承担调压功能,而只完成对无功容量的调节;
五、技术指标
5.1环境条件
工作温度:
-25~55℃
储存运输温度:
-40~85℃
相对湿度:
5%~95%,无凝露
海拔高度:
<2000m
地震强度:
<8级
污秽等级:
IV级
安装场所:
除火灾、爆炸、水淹、强化学腐蚀等场所外的地方
5.2控制和保护装置
5.2.1取样额定值
额定电压Un:
100VAC
额定电流In:
5A/1A
5.22测量精度
电压测量精度:
0.8Un~1.2Un,±0.5%
电流测量精度:
0.1In~1.2In,±0.5%
功率测量精度:
±1%
功率因数测量精度:
±1%
频率测量精度:
±0.02Hz
5.2.3输入
电压量程:
0~2Un
电流量程:
0~2In
电压过载:
400V5s/500V3s
电流过载:
1.2In连续/10In3s/30In1s
吸收功耗:
电压 0.2VA/相
电流 0.1VA/相
5.2.4通用保护
过压保护:
100.00~120.00,级差0.01V
欠压保护:
80.00~100.00V,级差0.01V
过压回差:
0~20V,级差0.01V
欠压回差:
0~20V,级差0.01V
欠流保护:
0.00~6.00A,级差0.01A
过流保护:
0.00~6.00A,级差0.01A
5.2.5电容电流保护
两段电流保护:
0.00~6.00A/100.00A,级差0.01A
零序电流保护:
0.002~6.00A,级差0.001A
不平衡电压保护:
0.50~100.00V,级差0.01V
5.3专用高压真空接触器
以10KV等级,通用的高压真空接触器为例:
序号
项目
参数
1
额定电压(kV)
12
2
单路额定电流(A)
630
3
额定短路开断电流(kA)
20
4
额定峰值耐受电流(kA)
50
5
额定短时耐受电流(kA)
20/4S
6
额定短路关合电流(kA)峰值
50
7
额定单个电容器组开断电流(A)
630
8
额定背对背电容器组开断电流(A)
400
9
额定短路电流开断次数(次)
30
10
操作顺序
1-5循环投切、先投先切
11
额定雷电冲击耐受电压(kV)
75
12
1min工频耐受电压(kV)
42
13
机械寿命(次)
50000
14
额定电流开断次数(次)
50000
15
触头行程(mm)
7±1
16
触头超行程(mm)
≥2
17
平均合闸速度(m/s)
0.8±0.2
18
平均分闸速度(m/s)
1.0±0.2
19
合闸时间(s)
7±2秒
20
分闸时间(s)
0.05±0.02
21
触头弹跳时间(ms)
≤2
22
触头分合不同期(ms)
≤2
23
相间及带电部分对地空气间隙(mm)
≥125
24
各相回路电阻(μΩ)
≤120
5.4整柜主要指标
额定电压:
10KV;
额定电抗率:
1%;
防护等级:
IP2x;
控制方式:
手动/自动/远方控制;
电容偏差:
最大值与最小值之比小于1.02;
电抗偏差:
在额定电流下,额定电抗率≤1%的电抗器,其电抗值的容许偏差为0~+10%;对于三相电抗器,每相电抗值不超过三相平均值的±2%。
绝缘水平:
额定电压
一次电路相间及对地
二次电路对地
工频耐受电压
工频耐受电压
冲击耐受电压
6KV
32KV
60KV
2KV
10KV
42KV
75KV
涌流限制:
≤10In;
稳态过电流:
1.5In;
稳态过电压:
如下表
工频过电压
最大持续时间
说明
1.1Un
长期
长期工作电压的最高值
不超过1.1倍
1.15Un
每24h中30min
系统电压的调整和波动
1.20Un
5min
轻载荷时电压升高
1.30Un
1in
六、装置控制原理
6.1工作原理
测量信号经隔离变送,并进行信号调理后,送入16位AD进行模数转换。
32位高性能微处理器对转换后的数字信号依据计算公式进行计算,得到电压、电流、有功功率、无功功率和频率。
所有测量所得数据可以通过LCD液晶模块显示。
在控制上,微处理器根据如下的电压无功判据的要求,判别电压、电流和无功功率是否满足电容投切和电压调整的条件要求,并执行相应的控制命令。
6.2电压无功综合判据
电压无功边界图(九域图)
也称为九域图判据,控制原则:
调节有载调压变压器分接头及投切电容器,使系统尽量运行于区域0。
各区域的控制规则如下:
区域0:
无功与电压均合格,不调节。
区域1:
无功越上限,电压越下限,投电容器组;当电容器组全部投入时,发升压指令;当有载分接开关处于上限位置时,发强投电容器组指令。
区域2:
无功越上限,电压合格,投电容器组。
区域3:
无功越上限,电压越上限,发降压指令;当有载开关处于下限位置时,发强切电容器组指令。
区域4:
无功合格,电压越上限,发降压指令;当有载开关处于下限位置时,发强切电容器组指令。
区域5:
无功越下限,电压越上限,发切电容器组指令;当电容器组全部切除时,发降压指令。
区域6:
无功越下限,电压合格,发切电容器组指令。
区域7:
无功越下限,电压越下限,发升压指令;当有载开关已处于上限位置时,发强投电容器组指令。
区域8:
无功合格,电压越下限,发升压指令;当有载开关处于上限位置时,发强投电容器组指令。
无功投切的判据如5.4所述(不含电压条件),电压调节的判据如5.5所述。
6.3电压无功简单判据
简单判据适用于不使用有载分接开关,但通过投切电容间接调压的运行方式。
区域0:
电压与无功均合格,不调节。
区域7、8、1:
电压越下限,强投电容器组。
区域5、4、3:
电压越上限,强切电容器组。
区域6:
无功越下限,电压合格,发切电容器组指令。
区域2:
无功越上限,电压合格,发投电容器组指令。
无功投切的判据如5.4所述(不含电压条件)。
6.4功率因数判据
无功投切依据电压、电流、无功功率、功率因数等综合因素,其投入的充要条件如下:
① L_V+L_△U≤U≤H_V-H_△U
② COSf1<L_PF
③ COSf2<H_PF
④ I>L_I
其中,L_V为欠压定值,H_V为过压定值,L_△U为欠压回差,H_△U为过压回差,L_PF为投入定值,H_PF为切除定值,L_I为欠流定值,U、I为实际的电压、电流,COSf1为电容投入前的实测功率因数,COSf2为当前负荷情况下投入下一级电容后的功率因数的理论计算值。
当满足如下任一条件时,电容切除(Q1:
实测的无功功率)
① U≤L_V或U≥H_V
② Q1≤0
③ I≤L_I
④ COSf1≥H_PF
当满足如下任一条件时,电容投入功能闭锁(此时可切除电容)
① L_U<U<L_U+L_△U
② H_U>U>H_U-H_△U
电容强投或强切时不适用于上述条件。
七、主要元件列表
见附件
八、安装调试与维护
8.1安装
安装使用前,用户应将接触器的绝缘骨架、绝缘板、穿墙套管等表面清理干净。
使用前要检查真空管完好无损,机械部分转动灵活,PT和电容接地线接地良好。
室内安装,将自动补偿柜和电容电抗柜并排安装,用专用电容联接线将电压互感器和电容联接起来。
柱上安装一般是将装置安装于两个横担之间,低端永螺母固定。
确认柜子接地良好,并按照所附图纸接好高压一次、二次进线,需稳固可靠。
8.2调试
将前面板的手动-自动控制按钮处于中间停止状态。
打开前中间面板,合上空气开关,使控制器与机构加载220V交流电源,控制器指示灯应处于正常运行状态(电源指示灯常亮,运行指示灯闪烁)。
按照控制装置使用说明设定好各项定值,然后送入PT、CT及开关状态信号观察液晶显示是否将手动-自动按钮打在自动位置,接通电容出线柜,送高压。
8.3维护
每年季节性试验时,应将开关柜、电容柜灰尘清理干净,机械部分涂润滑油一次。
专用高压真空开关每运行五年或操作5000次后均应进行一次维护和检查。
检查包括紧固件、清洁绝缘表面、真空管的真空度、机械特性检查、转动机械长度彻底更换润滑剂,并进行工频耐压试验和测试绝缘电阻。
真空管运行15年或者达到额定电流开断次数,陶瓷壳变黑,绝缘性能下降;
用兆欧表测试(1500V兆欧表)低于20兆欧,应考虑更换真空管。
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