高压无功补偿装置说明书1.docx
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高压无功补偿装置说明书1
KDCF-10型高压无功补偿装置
产品使用说明书
一、装置概述
KDCF–10高压无功补偿装置(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,开发的新型高压无功补偿装置。
装置为高压电力用户专门设计,能够有效补偿无功功率,提高电能质量,降低损耗,是不可缺少的节能设备。
装置支持6-10KV变电站端的集中补偿和高压电机的就地随机补偿。
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。
无功补偿最好的方式是就地补偿。
采用并联电容器进行无功补偿是一种投资少、施工简单、见效快的补偿方式,它可以很方便地就地控制电容投切,以减少线损,消除无功馈乏给系统带来的负面影响。
另外,负荷谐波较大时,将损害普通补偿设备的开关和电容。
装置在谐波含量超高时,有针对性地配置滤波器,从而能够有效滤除谐波、延长设备寿命、提高补偿效果和电能质量。
装置选用KWWB–400型高压无功补偿控制装置作为控制核心,该装置支持六路补偿电容的投切,支持对谐波的测量和滤波,具备上电、掉电、过压、欠压、欠流保护,支持对总进线的电流保护、零序保护、不平衡电压保护。
装置选用KWL–100微机线路保护装置作为各补偿支路的电流保护终端。
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、装置功能
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,灵活地在系统中配置集中补偿设备和就地单机补偿设备。
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的有力的保证。
3.6通讯功能
装置所选择的控制装置配置标准通讯协议,支持基于232或485通讯口的互联。
四、技术指标
4.1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。
4.2控制和保护装置
4.2.1取样额定值
额定电压Un:
100VAC
额定电流In:
5A/1A
4.22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
4.2.3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
4.2.4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
4.2.5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
4.3专用高压真空开关
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
4.4整柜主要指标
额定电压:
6KV/10KV;
额定电抗率:
1%;
安全设计:
带电闭锁;
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
防护等级:
IP2x;
五、装置控制原理
5.1工作原理
测量信号经隔离变送,并进行信号调理后,送入12位AD进行模数转换。
16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。
5.2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。
5.3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)。
5.4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。
5.5有载调压判据
升压的判据如下:
80V<U<L_V
MAX(I1,I2)<Id
降压的判据如下:
H_V<U<120V
MAX(I1,I2)<Id
I1、I2分别为一、二主变运行电流,Id为调压闭锁电流定值。
六、集中与单机补偿对比分析
项目
集中补偿
单机补偿
冲击电流
冲击电流较大一些,设备寿命较短
冲击电流小,设备寿命长
同时性
同时性差,一样要延时数分钟
随机启动,同时性好
检修维护
任一部分故障,都需停机维修
哪台故障,哪台停机维修
造价
单位造价稍低
单位造价稍高
适用场合
负荷相对集中,或负荷过于分散(数量大、单个负荷容量小)
大容量负荷居多,单机补偿效率高的场合
七、主要元件列表
序号
项目
名称
型号
数量
备注
1
主控
制柜
高压真空开关
ZN12--630/12
5
5路以下任选
2
放电PT
JDZ--10
15
3
避雷器
HY5WR--17/50
3
按用户要求选配
4
补偿控制器
KWWB-400
1
5
电容组微机
保护单元
KWL-100
2
6
控制柜壳体
1200×1200×2500
1
7
电
容
抗
柜
电抗器
单相
15
按用户要求配置
8
三相(或)
5
9
高压电容器
10
电容电抗柜
1200×1200×2500
11
辅助
连线
10kV专用连
接电缆
16mm2、50mm2
60m
上述列表是以五路集中补偿为例。
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。
✧将10kV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。
✧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。
九、装置外观图(集中补偿)
十、装置外观图(单机补偿)
十一、装置原理图
十二、装置元件布局图
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