KV地面降压站无功补偿方案V

1、作者:日期:贵州比德煤业有限公司比德煤矿35KV地面降压站无功补偿方案目录第1章初步方案及设备特性说明 51.1初步整体方案51.2设备说明6第2章SVG成套方案设计依据 62。1设备使用运行条件 62.2 工程条件62。3依据的标准和规范7第3章精细补偿成套装置设计 83.1 动态补偿成套装置方案设计83。3SVG投运后的技术指标 12第4章 精细补偿成套装置试验 12第5章供货范围13第6章其他技术文件 14第1章 初步方案及设备特性说明1.1初步整体方案根据与用户的前期交流、测试数据、以及用户要求，结合我公司产品的具体情况，我公司设计方案采用目前国内先进的精细无功补偿装置VQC,可实现对

2、用户功率精细连续补偿，保证系统0.95以上功率因数，避免利率罚款是提供功率因数、降损节能、增加设备输送能力的最佳选择。初步方案：通过用户提供的数据，考虑到设备是按单元化设计精细补偿，每个单 元分为6路，每路电容容量为100 kvar.我们初步确定扩容后装设5个单元 分30路，总补偿容量3000kvar。确定本装置的型式为 VQC精细补偿，可 以实现无功功率从0kvar3000kvar （每级电容容量为100 kvar）连续可调。 补偿容量的确定：以2011年6月份电费为例月有功电量 848600+194250=1042850kW h月无功电量540260kvar - h，功率因数0。89不考虑

3、停电时间，月均无功功率750kvar功率因数补偿至0.95所需补偿容量理论值：275kvar另电容投入率按0。7计算则应补偿400kvar。因原有1200kvar固定补偿，则实际补偿理论容量应为1600kvar。考虑到6月份并非用电高峰月，如1月份用电为150万度，而且考虑到 日负荷的时段性峰谷变化特性，一般值负荷在平均负荷的 2到3倍，为做 到季节性和时段性负荷高峰期对负荷的较好补偿，建议按 2400kvar设计补 偿容量。考虑到后期主变由6300 kVA增容至8000kVA,增容1/3,则总补偿容量 按3000kvar为宜.1。2设备说明成套装置中5个单元30路VQC分组自动投切补偿，可实

4、现无功动态精细连续补偿。成套装置无功调节范围为 Okvar3000kvar (每级电容容量为100 kvar )。我公司研制的TBBZ-12II型VQC精细无功补偿装置具备补偿性能强、占地面积小、 运行损耗低效率高、等特点：(1) 补偿性能强。动态快速连续调节无功输出，最大限度满足功率因数补偿要求， 任意时刻的功率因数接近0。95,设备投资效益高。(2) 无投切冲击。与传统 VQC装置相比更加精细，彻底解决了 VQC分组不够细， 投切有冲击的特点。(3) 运行损耗低，效率咼。(4) 可靠性高，维护量小。VQC部分投切开关采用电容器投切专用永磁真空开关，触 头压力大，可开断故障电流，投切无重击穿

5、，无重燃，是最适合做投切电容器组的投切 开关，彻底解决了传统接触器、普通断路器做投切开关带来的不可靠问题。(5) 占地面积小。比原户内柜式、户外箱式结构 VQC占地面积减少三分之一。第2章SVG成套方案设计依据设备使用运行条件最高温度45 C最低温度30 r年平均气温< 35 r环境相对湿度：月平均值不大于90%地震烈度不超过8度海拔2000米污秽等级IV级2.2 工程条件本工程35kV降压站10kV母线安装一套精细无功补偿装置(VQC，以进线无功功率及母线电压作为控制目标，动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化情况动精细节无 功输出，实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行 系统额定电压：

6、10kV系统额定频率：50Hz2.3依据的标准和规范在上述标准中，优先采用中华人民共和国国家标准及电力行业标准。在国内标准缺 项时,参考选用相应的国际标准或其它国家标准.选用的标准，是在招标文件发出前已颁 布的最新版本.如果我方采用与标准文件列举以外的其它标准时，将经买方同意后才使 用.所有螺纹、螺母、螺栓、螺杆应用 GB标准的公制规定主要引用标准如下：GB311.1高压输变电设备的绝缘配合GB311.26咼电压试验技术GB1207电压互感器GB1208电流互感器GB1985交流咼压隔离开关和接地开关GB4824 1工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值GB11022高压开关设备通用技术条件

7、GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器GB10229电抗器GB12348工业企业厂界噪声标准GB14285继电保护和安全自动装置技术规程GB 15166高压交流熔断器GB 16836量度继电器和保护装置安全设计的一般要求GB50277并联电容器装置设计规范GB500603kV110kV咼压配电装置设计规范GB50062电力装置的继电保护及安全自动装置设计规范GB/T 14549电能质量公用电网谐波GB/T 15543电能质量三相电压允许不平衡度GB/T 15945电能质量电力系统频率允许偏差GB/T12325GB12326GB/T17702.1DL462DL442DL755DL/T553DL

8、/T593DL/T486DL/T 726DL/T 653DL/T667电能质量 供电电压允许偏差电能质量电压波动和闪变电力电子电容器高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件 高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件 电力系统安全稳定导则220kV500kV电力系统故障动态记录高压开关设备的共用订货技术条件交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件电力用电压互感器订货技术条件高压并联电容器用放电线圈订货技术条件继电保护设备信息接口配套标准第3章精细补偿成套装置设计3。1精细补偿成套装置方案设计3.1.1 精细补偿设计思想根据用户要求，本精细无功补偿容量确定为感性0kvar容性3000kvar （每级

9、电容容 量为100 kvar ）无功功率.VQ（电容器补偿容量为3000kva（每级电容容量为100 kvar），采用我公司TBBZH1211 型号产品。能满足用户所要求的无功调节范围和响应速度的要求。3。1。2装置主要技术参数额定电压：10kV;额定频率：50Hz;成套装置无功调节范围：0kvar容性3000kvar ；控制器工作电源： DC220V;响应时间：w 200ms3。2成套装置的主要配置精细补偿成套装置详细配置见供货范围，本节主要介绍成套装置一次系统接线、装 置配置及各设备的设计。3.2.1 一次主接线图成套装置电气主接线图如下图所示：（详见附图）进线1#补偿单元6*100Kva

10、r2#补偿单元6*100Kvar3#补偿单元6*100Kvar图10kV动态补偿成套装置一次主接线示意图3.2.2 精细补偿成套装置的布置成套装置户内布置。放置于配电室内。成套装置户外布置。放置于变电站内。3.2.3 VQC部分设备配置3。2.3 。 1电容投切专用永磁真空开关技术参数额定电压10kV额定电流400A额定绝缘等级12/42/75kV额定短路关合电流（峰值）50kA额定短时耐受电流持续时间4s额定短路开断电流20kA额定短路开断次数30次额定峰值耐受电流50kA控制回路电压DC220V机构类型永磁机构灭弧介质真空动静头允许磨损累计厚度4mm触头开距9± 1 mm触头超程

11、3± 1 mm主回路电阻< 400平均分闸速度1。0±0。2m/s平均合闸速度0.8 ± 0。2m/s触头分闸同期性< 2ms触头合闸同期性< 2ms合闸弹跳时间< 2ms合闸时间< 60ms分闸时间< 60ms机械寿命>100000 次3。2.3。2电容器电容偏差：一5%+ 10%电容器在额定电压、额定频率下，20C时损耗角正切值： 0。0003.绝缘水平：电容器端子与外壳间能承受下表所列的试验电压：绝缘等级（kV）电容器额定电压（kV）绝缘水平（kV）工频试验电压,1min雷电冲击试验1。25/50us、峰值一般淋雨1

12、011/V 3353575电容器极间介质应能承受下列二种电压之一，历时10sa 工频交流电压：Ut （）=2.15Unb 直流电压：Ut （-） = 4.3Un电容器具有下表所示的工频稳态过电压能力工频过电压最大持续时间说明1。 10Un长期指长期工作电压的最高值不应超过 1。10Un1。 15Un每24小时中30分钟系统电压调整与波动1。 20Un5min轻负荷时电压升高1.30U n1min同上电容器能承受第一个峰值不超过 2.2Un持续1/2周期的过渡过电压。电容器允许在由于电压升高及高次谐波造成的有效值为1.3In的稳态过电流下运行对于电容具有最大正偏差的电容器，这个过电流允许达到1。

13、43In。3.2。4。3隔离开关隔离开关的设置用于保证动态补偿装置主要部件维修时和系统带电（或可能带电）部分有明显断开点.该隔离开关及其附件能够承载最大的稳态电流（基波及所有谐波的 均方根值）,并能够承载瞬时故障电流。3。2.4。4避雷器动态补偿装置配置避雷器作为保护设备。避雷器类型为无间隙氧化锌避雷器。主要 技术参数如下：1）型式：电容器用2) 额定值:额定频率：50Hz额定电压：10kV标称放电电流：5kA2ms方波通流容量：400A3) 性能与结构要求氧化锌避雷器应采用无间隙结构。氧化锌避雷器的试验项目、方法、内容及要求按照有关标准。3。母线及连接线1 )主母线截面：其长期允许电流不小于

14、1.35倍回路工作电流，同时满足动热稳定要求。2 ) 连接线单台电容器至母线连接线的常期允许电流不小于1.35倍单台电容器额定电流，同时满足动热稳定要求.3。2。5动态补偿成套装置的控制、保护3。2.5。1高压无功自动补偿控制器3.2。5。1。1无功补偿控制器功能a 采用增强型九域图控制策略实现电压、无功的综合控制，可实现编码+循环混合 模式投切电容。b 用户可根据自己的需要修改控制器参数，停电后参数不丢失。c 过电压、欠电压、失电压和主回路小电流保护。d 控制器操作中有手动投切功能。无功补偿控制器技术参数参 数设置范围步 长出厂预置变比009950: 550:5根据现场情况电压等级10kV、

15、 6kV根据现场情况投门限50%150%1%120 %切门限050%1%20%投切延时0256分1分30分过压保护100%130%1%110 %欠压保护50%100%1 %80%过压切除100%- 130%1 %120 %欠压切除60% 100%1 %60%电容设置0 4000 kvar1kvar根据订货325。1。1保护控制单元检测电容器组电流信号，实现电容器组速断、过流保护功能检测并显示投切开关状态。就地、远方控制选择。远方控制模式时接收并执行无功补偿控制器控制命令；就地控制模式时，通过控制器 选项,可控制投切开关分、合；当保护控制单元处于就地或远方控制模式时， 可实现电容器过流、速断等故

16、障保护， 控制单元发命令分断本组开关并闭锁合闸，其它电容器组正常投切。一旦闭锁合闸 即使控制器断电，闭锁仍不解除，仅当用户排除故障后，并在控制器带电工作时选 择复位选项，闭锁才能解除。3。3 SVG投运后的技术指标成套装置满足无功功率、电压调节、功率因数等的技术要求，并要求达到以下技术 指标：1）功率因数补偿在补偿容量足够前提下，进线点的功率因数达到国标要求。2）输出容量成套装置以10kV侧母线无功功率、10kV母线电压作为控制目标，成套装置额定补偿容量满足013500kvar连续调节。第4章精细补偿成套装置试验4。1检验规则装置的试验分为：型式试验、出厂试验和验收试验。4。1。1型式试验新产

17、品必须进行型式试验。在生产中，当材料、工艺、产品结构或所选用的配套设备有所改变，且其改变有可 能影响装置的性能时，也应进行型式试验，此时允许只进行与这些改变有关的试验项目。在正常生产中，每5年至少应进行1次型式试验。用来做型式试验的装置必须是经出厂试验合格的装置，除出厂试验项目外，增加下 列试验项目：a）冲击耐电压试验；b）温升试验；c）短路强度试验；d）防护等级检验；e）投切试验；f）自动控制试验。4.1。2出厂试验每台开关出厂前均须经严格检查，并应向用户提供出厂试验报告，出厂试验应按以下 项目和程序进行。a）外观检查；b）工频耐电压试验；c）保护装置试验.验收试验验收试验项目包括所有出厂项

18、目，另加自动控制试验。第5章供货范围1设备数量序号设备名称设备型号数量1精细无功补偿装置TBBZ 1211/30001套2主要元器件列表名称型号数量备注电容器投切专用永磁 机构真空开关ZW32M-12B/40Q 2030真空、永磁开关无功自动补偿控制器TBBZ-A1保护控制单元TBBZ-B9限流电抗器CKBDC30熔断器BRV12 47AP 30高压电容器BFMR1 牛 100 3W30含放电电阻第6章其他技术文件敞开式结构的VQC精细补偿型无功补偿装置对于无功负荷小范围波动频繁且对补偿精度要求较高的场合，可以使用VQCB细补偿型无功补偿装置。原理：VQC电容器组按小容量多分组减少投切冲击，精

19、细调节无功输出，使系统功率因数 恒定在0.95以上，大幅提高设备使用寿命和工作质量。1、市场上常见的几种无功补偿模式的优缺点及适用场合市场上常见的无功补偿技术主要有：VQC动态补偿、固定补偿。固定补偿：曾因其结构简单，造价低的优点在早期的系统内变电站大量运用，适 用于无功负荷稳定的场合，但由于其固有的缺点：容量调整需人工干预、易过补或欠 补、无法隔离故障正逐步被VQC所替代。动态补偿：SVG SVC其特点是响应迅速，主要用于电弧炉、轧钢设备、矿井提 升机、电力机车牵引等特殊的冲击性负荷设备 ，以维持设备正常运行为目的。设备造 价极高，运行可靠性差，后期维护困难，运行成本高。就节能降损投资回报率

20、而言其 效果远不如VQC和固定补偿。VQC（电压无功综合控制）：在用户以节能降损、提高输变电设备的输送能力为目 的的应用场合，VQC以其节能效果明显、跟踪补偿效果好、免维护、自动化程度高、 造价合理等特点广泛应用于电力系统变电站、开闭所和其他工矿企业。第一代无功补偿产品：固定补偿2、当前市场常规VQC存在的问题常规VQC产品作为无功补偿设备中二代产品，因其按需自动补偿，维护简单，成本 适中的优点得到了广大客户的欢迎，但受当时经济技术条件的限制，使用中发现存在 以下问题：2。1分组不细，投切冲击大传统的VQC因为受成本的限制一般分为2-4级，最多不会超过5级，电容级差大， 投切电容器组对系统的冲

21、击大，无法实现精细补偿 .2.2装置运行不可靠，故障率较高受当时经济技术条件的限制，VQC二代产品的结构设计和元件选型上存在安全隐 患，造成运行不可靠，故障率较高.2。2。1封闭式结构，散热性能差：传统的 VQ般是户内型参照了开关柜结构，户外型参照了箱变结构设计，未充分考虑到无功补偿类产品的要求，把发热量大且寿命 受温度影响极大的电容器、电抗器放在密闭的空间里，使主要元部件的寿命大打折扣故障率高二代产品：户内型VQC户外型VQC2.2 o 2采用真空接触器或普通断路器作投切开关不适宜电容器的投切因其投入涌流和切除过电压的固有特性，易造成重燃或重击穿，损 害电容和设备，故对投切开关有特殊的要求。

22、222 o 1真空接触器触头开距小，极易重燃或重击穿，接触器触头压力小，易引起拉弧，运行时合闸保持需要线圈长期带电，线圈耗能大易烧毁。2.2.2 o 2普通断路器机械寿命短，不能频繁动作，多采用弹簧机构，零部件多，机械性能不稳定。 不是采用电容器专用真空泡，易重燃或重击穿交流接触器弹簧机构断路器弹簧机构2o 2o 3铁芯和空芯电抗器的缺点铁芯电抗器与空芯电抗器相比，缺点如下：噪声大电抗器线性度差能引起漏磁、局部过热，易发生磁饱和，烧毁线圈。系统过压、过流和谐波的 影响，致使铁芯过饱和电抗值急剧下降，抑制谐波的能力下降，抗短路电流能力低.不能在室外运行。但空芯电抗器也有如下缺点磁场影响范围较大，有电磁污染.损耗较大。在同等条件下，空芯电抗器比铁芯电抗器损耗高出50%以上。占据空间大.空芯电抗器所占空间为铁芯电抗器的 3倍以上。若将电磁场影响 范围考虑进去，则占用的场地更大。户外运行的电抗器，表面抗污染能力差。产品表面容易产生污染性放电现象，在污染严重的地方，