高压无功补偿装置说明书1.doc

KDCF-10KDCF-10 型高压无功补偿装置型高压无功补偿装置 产产 品品 使使 用用 说说 明明 书书 1 一、装置概述一、装置概述3 二、执行标准二、执行标准3 三、装置功能三、装置功能4 3.1 补偿功能补偿功能.4 3.2 集中和就地控制功能集中和就地控制功能.4 3.3 滤波功能滤波功能.4 3.4 统计功能统计功能.4 3.5 保护功能保护功能.4 3.6 通讯功能通讯功能.4 四、技术指标四、技术指标4 4.1 环境条件环境条件.4 4.2 控制和保护装置控制和保护装置5 4.3 专用高压真空开关专用高压真空开关5 4.4 整柜主要指标整柜主要指标 .6 五、装置控制原理五、装置控制原理7 5.1 工作原理工作原理.7 5.2 电压无功综合判据电压无功综合判据7 5.3 电压无功简单判据电压无功简单判据8 5.4 功率因数判据功率因数判据 .8 5.5 有载调压判据有载调压判据 .9 六、集中与单机补偿对比分析六、集中与单机补偿对比分析9 七、主要元件列表七、主要元件列表9 八、安装调试与维护八、安装调试与维护10 2 8.1 安装安装10 8.2 调试调试10 8.3 维护维护10 九、装置外观图（集中补偿）九、装置外观图（集中补偿）11 十、装置外观图（单机补偿）十、装置外观图（单机补偿）12 十一、装置原理图十一、装置原理图13 十二、装置元件布局图十二、装置元件布局图14 3 一、装置概述一、装置概述 KDCF10 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 610KV 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 KWWB400 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 KWL100 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。 GB311.1311.6 高电压试验技术 GB76390 交流高压电器在长期工作时的发热 GB270689 交流高压电器动、热稳定试验方法 GB290094 电工术语 GB3983.289 高压并联电容器 GB420884 外壳防护等级的分类 GB5006092 3110KV 高压配电装置设计规范 GB5022795 并联电容器装置设计规范 DL46292 高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件 4 DL/T6041996 高压并联电容器装置订货技术条件 三、三、装置功能装置功能 3.1 补偿补偿功能功能 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 滤滤波功能波功能 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 统计统计功能功能 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 保保护护功能功能 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 通通讯讯功能功能 装置所选择的控制装置配置标准通讯协议，支持基于或通讯口的互联。 四、技术四、技术指标指标 4.1 环环境条件境条件 工作温度：-2555 储存运输温度：-4085 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 4.2 控制和保控制和保护护装置装置 4.2.1 取取样额样额定定值值 额定电压 Un：100VAC 额定电流 In：5A1A 4.2 2 测测量精度量精度 电压测量精度：0.8Un1.2Un，0.5 电流测量精度：0.1In1.2In，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 输输入入 电压量程：02Un 电流量程：02In 电压过载：400V 5s500V 3s 电流过载：1.2In 连续10In 3s30In 1s 吸收功耗：电压 0.2VA相 电流 0.1VA相 4.2.4 通用保通用保护护 过压保护：100.00120.00，级差 0.01V 欠压保护：80.00100.00V，级差 0.01V 过压回差：020V，级差 0.01V 欠压回差：020V，级差 0.01V 欠流保护：0.006.00A，级差 0.01A 过流保护：0.006.00A，级差 0.01A 4.2.5 电电容容电电流保流保护护 两段电流保护：0.006.00A100.00A，级差 0.01A 零序电流保护：0.0026.00A，级差 0.001A 不平衡电压保护：0.50100.00V，级差 0.01V 4.3 专专用高用高压压真空开关真空开关 序号项目参数 1额定电压（kV）12 2单路额定电流（A）630 6 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 121min 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）71 16触头超行程（mm）2 17平均合闸速度（m/s）0.80.2 18平均分闸速度（m/s）1.00.2 19合闸时间（s）72 秒 20分闸时间（s）0.050.02 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（）120 4.4 整柜主要指整柜主要指标标 额定电压：6KV10KV； 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： 一次电路相间及对地 额定电压 工频耐受电压冲击耐受电压 二次电路对地 工频耐受电压 6 KV32 KV60 KV2 KV 7 10 KV42 KV75 KV 涌流限制：10 In； 稳态过电流：1.5 In； 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 1.20 Un5min 1.30 Un1in 轻载荷时电压升高 防护等级：IP 2x； 五、五、装置控制原理装置控制原理 5.1 工作原理工作原理 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 电压电压无功无功综综合判据合判据 电压电压无功无功边边界界图图(九域九域图图) 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 U 上限 U 下限 Q 下限 6 5 7 0 43 2 18 Q U U Q 上限 8 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 电压电压无功无功简单简单判据判据 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：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： L_V+L_UUH_V-H_U COSf1L_PF COSf2H_PF IL_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。 9 当满足如下任一条件时，电容切除（Q1：实测的无功功率） UL_V 或 UH_V Q10 IL_I COSf1H_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） L_UUL_U+L_U H_UUH_U-H_U 电容强投或强切时不适用于上述条件。 5.5 有有载调压载调压判据判据 升压的判据如下： 80VUL_V MAX（I1，I2）Id 降压的判据如下： H_VU120V 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、主要元件列表七、主要元件列表 序号 项 目 名 称型 号数量备 注 1高压真空开关ZN12-630/1255 路以下任选 2 主控 制柜放电 PT JDZ-1015 10 3避雷器HY5WR-17/503按用户要求选配 4补偿控制器KWWB-4001 5 电容组微机 保护单元 KWL-1002 6控制柜壳体1200120025001 7单相15 8 电抗器 三相（或）5 9高压电容器 10 电 容 抗 柜 电容电抗柜120012002500 按用户要求配置 11 辅助 连线 10kV 专用连 接电缆 16mm2、50mm260m 上述列表是以五路集中补偿为例。 八、安装调试与维护八、安装调试与维护 8.1 安装安装 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。 11 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