推荐DWZT电压无功自动调节装置技术方案 精品.docx
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DWZT电压无功自动调节装置
技
术
方
案
北京思能达节能电气股份有限公司
20XX年11月
一、
公司简介
北京思能达节能电气股份有限公司（以下简称“思能达”）于二零零四年在京组建，致力于提供高品质、高性能的产品和优质、高效的服务。
公司注册资金3910万，位于北京中关村科技园区，是一家资产和销售额双过亿元的高新技术企业，目前拥有近三万米的思能达产业基地，超过200名的优秀人力资源，在全国主要城市设立了销售和服务机构，提供给客户完整的支持、业务与营销网络，为客户提供实时周到的服务。
凭借多年卓越的电能质量治理平台的应用经验，不断深耕节能服务行业，并提供前瞻性的解决方案。
思能达很早就将目光放在节能服务领域里面，利用产品与整体解决方案的优势，公司不断拓展发展领域，产品应用涉及了电力、风力发电、石油化工、钢铁冶金、煤炭、电气化铁路、水泥建材等诸多领域，同时紧跟市场的变化，思能达公司拥有独立知识产权的七大系列十几个品种的产品，并申请获得了国家技术发明专利，产品包括：
TBB型高压无功补偿自动投切装置、SNTA1002系列线路柱上无功补偿装置、SNTA1003型低压无功补偿滤波成套装置、DWZT系列变电站电压无功自动调节装置、DWZT系列馈线调压装置、SNTA1006矿热炉低压短网动态无功补偿装置、SNTA电石显热余热回收装置、WBB矿用隔爆型动态无功自动补偿装置、SNTA1008电源安全净化装置、SNTA1009瞬时无功电源装置、IVC区域无功优化系统等。
凭借雄厚的技术实力，不断创新，生产卓越的产品，通过优质、高效的服务，锐意开拓，目前已经有1000多套产品成功投入使用，并得到了用户的一致好评。
按照“一年一大步，三年大发展”的目标，思能达人秉承“诚信、专业、责任、创新、共赢”的企业理念，通过实施既定发展战略，履行企业使命，达到战略领先、管理领先、技术领先和效益领先。
思能达长期与大型企业、高等院校联合，从事服务于相关节能科技的各种实用新型技术的研究和开发，努力将自身打造成一家专业企业提供节能服务方案和节能设备制造的知名供应商。
思能达将节能服务层次带入一个新的阶段：
由硬件、软件、客户服务、全面后勤支持和自动化基础设施等构成的全面完整的系统整合解决方案。
我们可以做到满足每一个客户的独特需求，多年的节能服务行业经验和行业信赖品牌使思能达成为企业可信赖的节能合作伙伴。
近年来，“北京思能达”以节能技术领先在中国节能服务领域的影响力日渐增强。
“北京思能达”已成为中国节能服务产业委员会的会员单位，先后被评为“十一五电石行业节能减排优秀服务单位”、“十一五全国石油和化工行业节能减排优秀服务单位”，并成为入选国家发改委认定的备案节能服务公司。
二、DWZT系列电压无功自动调节装置技术简介
DWZT系列电压无功自动调节装置是北京思能达节能电气股份有限公司研制开发的新型电压无功自动调节装置。
它可以稳定系统电压，调节系统功率因数，有效降低电力系统损耗。
随着能源的紧张，节能减排工作的开展，提高电力系统经济运行，大幅度降低线损已得到国家电力系统、大宗用户的高度重视。
长期以来一直没有有效的无功调节手段，无法适时调节系统功率因数，保证无功就地平衡，减少无功电流，降低发热损耗。
北京思能达节能电气股份有限公司针对了国内无功补偿技术与设备的现状和存在的问题，提出了新的无功补偿理念，并成功地研究生产了新的无功补偿装置。
目前国内应用最多的是固定电容器组进行补偿，其缺点是不能自动调节，会经常出现过补和欠补。
城网建设中许多厂家研究生产了以改变电容器容量C为手段的补偿装置即VQC。
由于存在着电容器不能频繁投切及电容器投切产生的过电压影响电容器运行安全等问题，VQC一直没被广泛采用，有些变电站安装了VQC也无法运行。
另外由于电容器投切充放电问题，电容器投切时都要求有一定的延时，根本无法实现适时投切。
不能实现适时调节也就无法使电网运行在最佳状态，就无法有效降低损耗，提高经济效益、节约能源。
我公司研制的DWZT电压无功自动调节装置，采用电压调节器来改变电容器端部输出电压，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数。
该装置在调节中无过电压，电容器无充放电现象，因此它可以实现适时调节，而且保证电容器永远运行在电容器额定电压以下，保证电容器使用安全，延长使用寿命。
电容器固定接入不分组，而其输出容量可连续调节。
目前生产的DWZT装置可实现容量从（100－25）%分九级输出。
DWZT自动调节装置可以在6～35kV母线上进行无功调节。
目前我公司生产的DWZT电压无功自动调节装置已经运行了500多套的产品，产品一直以来以安全、稳定运行著称。
DWZT电压无功自动调节装置还入选了国家电网科{20XX}1285号《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》的重点新产品推广的技术装置，并进入国家电网招标采购技术目录，在电力行业内得到广泛应用。
三、DWZT型电压无功自动调节装置方案概述
3.1方案概述
河南丰利石化有限公司变电站为35KV变10KV主变,主变容量为两台25000KVA，计划分别在10KVⅠ段和Ⅱ段母线上各安装一套无功补偿设备
经过计算两端母线上分别安装一套7500kvar无功补偿设备即可满足补偿后功率因数不低于0.95；现建议采用DWZT电压无功自动调节装置，即DWZT10.5-7500kvar，初步设计添加6%的电抗率，可以抑制5次及5次以上的谐波，防止谐波放大。
DWZT电压无功自动调节装置无功变化为1875kvar-7500kvar之间变化。
最小级差为498kvar，分9档输出；装置可在1分钟内可实现1—9档的连续动作，每档动作时间小于5秒，这样即可满足补偿要求，每级极差又小，调节更细致，满足现场无功需求，使得系统整体功率因数较高。
装置控制策略以功率因数为判据，自动适应变电站各种运行方式，进行综合控制，达到功率因数最高，母线电压合格。
在总容量范围内实现无功功率适时、快速调节，电容器组部分串有电抗率为6%的空芯串联电抗器，可有效抑制5次及以上的谐波，整套装置不产生谐波；调节过程无需人工倒闸操作；运行过程中或自身发生故障时装置不会对系统电能质量、相关电力设备及周围环境造成不利影响
3.2装置一次系统及安装示意图
注：
方框内为供货范围
图表1上图为户外空抗安装示意图
上图为室内铁抗安装示意图
注：
以上两图仅供参考，严禁施工
四.DWZT型电压无功自动调节装置与TBBZ无功补偿装置的比较
产品
DWZT型无功补偿
TBBZ分组投切
SVG无功补偿装置
原理
通过控制器检测系统功率因数和无功，发出命令调节调压器，输出不同的电压，从而输出不同的无功容量，调节较平滑。
通过控制器检测系统功率因数和无功，发出命令投切电容器组，满足系统无功。
使用大容量电力电子器件，通过一系列整流逆变，输出感性无功和容性无功。
噪声
＜70分贝
小
小
本身谐波含量
无
无
大
占地
小（调压器+FC电容组）
装置分3组以上大（投切器件+FC电容组）
大（变压器++电力电子模块+FC电容器组）
单套分级（组）
9级
3组左右
多级
稳定
稳定
会产生涌流和过电压
使用半导体器件，容易损坏
维护情况
简单，维护调压器和电容器
简单，维护投切开关和电容器
困难，电力电子器件可控硅和IGBT,充电电容
响应时间
≤5S（秒级响应）
≥5min（分钟级响应）
≥20ms（毫秒级响应）
对电网和电容影响
在负荷变化场所，过补偿或欠补偿很少，无操作过电压和合闸涌流，对电网无冲击，对电容有保护作用，使用寿命长。
在负荷变化场所，过补偿或欠补偿常见，并且常有操作过电压，及合闸涌流，对电网及电容产生冲击，涌流和过电压叠加会对变压器造成严重危害
在负荷变化场所，过补偿或欠补偿很少，无操作过电压和合闸涌流，但是自身产生谐波，对电网有较大污染。
应用领域
应用在负载变化较快，对无功补偿速度要求高，并且无功变化极差较小的场合。
一般应用在风电、变电站、冶金、煤炭和化工行业。
系统无功需求不大，且无功变化比较慢的场合，装置响应速度为小时级。
每天投切次数宜少于20次。
应用在负载变化非常快，对无功补偿速度要求非常高的场合，一般在轧钢厂，风电行业运用较多。
使用寿命
＞15年
3-5年
＞5年
年运行费用
低，主要损耗在电容电抗和调压器上
低，主要损耗在电容电抗上
高，主要损耗在电容电抗和可控硅和IGBT的压降上
功耗
24000调压器＜0.2%FC电容电抗器组＜2%
FC电容电抗器组＜2%
变压器损耗＜0.2%SVG装置损耗未知FC电容电抗器组＜2%
五产品遵循的主要现行标准及现场要求
5.1执行标准
采用标准（不限于此）。
设备制造、考核验收除应符合本技术要求外尚应符合下列国家标准：
所有图纸符合ISO标准，所有尺寸和参数单位使用国际米制。
GB11032-20XX《交流无间隙金属氧化物避雷器》；
GB/T7354-20XX《局部放电测量》；
GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》；
GB/T191-20XX《包装贮运图示标志》；
GB11022-20XX《高压开关设备和控制设备标准的共用的技术要求》；
GB/T5346-1998《串联电抗器》；
GB/T11024.1-20XX《标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器》；
DL462-1992《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》；
DL/T653-20XX《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》；
GB14285-20XX《继电保护和安全自动装置技术规程》；
GB50062-20XX《电力装置的继电保护及安全自动装置设计规范》；
DL478-20XX《继电保护和安全自动装置通用技术条件》；
GB/T12325-20XX《电能质量，供电电压偏差》；
GB12326-20XX《电能质量，电压波动和闪变》；
GB/T15543-20XX《电能质量三相电压不平衡度》；
GB1985-20XX《高压交流隔离开关和接地开关》；
5.2使用环境条件
海拔高度:
≤2000m
环境温度
最高环境温度：
＋40℃
最低环境温度：
-10℃
不结露的最大相对湿度:
90％
抗地震能力:
7级
安装场所：
户内或户外
污秽等级：
III级
泄露比距不小于31mm/kV（按最高运行电压计算）
5.3系统运行条件
系统标称电压：
10kV
额定频率：
50Hz
电容器组接线方式：
单星形
电抗器安装位置：
系统侧
六．产品的特点、功能、保护及算法
6.1DWZT电压无功自动调节装置的特点:
6.1.1既能实现电压无功的综合控制，也可在无补偿电容器时单独控制主变调压或当主变不具备有载调压条件下单独调节电压调节器，控制无功补偿容量。
6.1.2根据系统电压和无功参数，按照九区图及模糊控制原理，调节功率因数和低压侧电压,充分避免投切震荡。
6.1.3装置电容器固定接入，根据Q=2πfCU2原理通过改变电容器端电压来调节无功输出，不分组投切，无涌流，提高了电容器的寿命。
6.1.4装置采用“软件电子狗”电路和容错技术，可以自动发现程序运行错误并瞬间自动复位计算机，运行中不会出现“死机”现象，不会出现误投、误切等误动行为。
6.1.5微机控制器采用大屏幕液晶显示器,图形界面,中文显示和操作提示,菜单式选择，八按键操作，使用简单，自动运行时无需人为干预。
6.1.6电容器能实现自动检测、远方自动投切和现场手动投切，各种方式之间有可靠的闭锁，防止发生事故。
6.1.7检测、控制均可实现完全自动可实现无人值守。
6.2DWZT电压无功自动调节装置的功能
6.2.1现场参数设置功能
具有供值班员使用的参数设置功能，所有设置的内容可保存十年以上而不丢失，不受停电和干扰信号的影响；
6.2.2显示功能
6.2.2.1可分别显示高、低压侧的电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率；
6.2.2.2显示电压调节器和主变的分接开关档位；
6.2.2.3显示电容器无功出力。
6.2.2.4显示调压和调节动作提示，显示相应的高压断路器的通断状态，显示各类保护动作情况及故障告警等信息。
6.2.3事件顺序记录
当各类保护动作、升降动作或监视的状态发生变化时，控制器将自动记录事件发生的类型及动作值，事件按顺序记录，可通过液晶进行查询，并以通讯方式远传。
动作次数可永久保存，即使掉电也不丢失。
事件的清除靠液晶菜单中的“信号复归”完成。
6.2.4通信接口
具有RS-232或RS-485通信接口和成熟的接口程序，可全面可靠地实现遥信、遥控。
可与变电站综合自动化系统或RTU进行可靠连接。
6.2.5先进的保护和闭锁功能
6.2.5.1控制器具有CT断线检测及闭锁调节功能：
三相电流中最小一相小于0.2A和最大一相电流大于0.5A即认为CT断线；发生CT断线将闭锁所调节功能（包括调主变分接头和电压调节器）。
6.2.5.2控制器具有PT断线检测及闭锁调节功能：
三个线电压中最小值小于70V，即认为PT断线；发生PT断线将闭锁所调节功能（包括调主变分接头和电压调节器）。
6.2.5.3电压调节器重瓦斯、有载调压重瓦斯作为开关量通过光耦输入至微机控制器，可传到中央信号屏，并直接接入电容器跳闸回路，作为电压调节器的非电量保护。
6.2.5.4引入电容器开关和相应的高压开关信号作为电压调节器动作的闭锁条件。
6.2.5.5独有硬件保护电路，微机内部出现任何电路故障均不会有误动作输出。
6.2.5.6电容器开关跳闸时，报警并闭锁微机控制器的无功出口。
6.2.6先进的控制算法和优化的九区图控制策略
6.2.6.1控制器采用交流采样法，每周波（20毫秒）采样64点，实时采样线路中的电压、电流，同时可以随系统频率的变化实时调整采样间隔。
6.2.6.2采用快速傅立叶算法,计算系统的U、I、P、Q、
φ的数值。
6.2.6.3调节策略在九区图的基础上融入了模糊控制的理念,使系统能够长期稳定地工作在合理的状态下。
6.2.7装置的保护功能
1）自耦调压器保护：
油温保护、瓦斯保护；
2）电容器组保护：
内熔丝保护、开口三角保护（由用户开关柜综保实现）、操作过电压保护；
3）控制系统保护：
容错自查保护、闭锁保护；
4）整套装置保护：
过压保护、欠压保护、过流保护、速断保护（由用户开关柜来实现）。
七．DWZT电压无功自动调节装置的主要参数
7.1调压器主要参数
●DWZT10.5-7500主要参数
Ø型号：
DWZT10.5-7500
Ø容量：
7500kvar
Ø额定频率：
50Hz
Ø输入电压:
10.5kV
Ø输出电压：
10.5-10.5*（0～8）*6.25%kV
Ø无功输出范围：
1875—7500kvar
Ø容性无功调节最小步长：
498kvar
Ø调压方式：
有载调压，按保证电压输出要求，变压器负载损耗最小原则，选用国内适当有载分接开关，采用端部调压方式。
Ø组别:
Ya0
Ø损耗:
约电容器容量1.5‰（左右）
Ø阻抗：
小于2.0%（折算到电磁容量）
Ø套管爬距:
≥31mm/kV
Ø冷却方式：
油浸自冷（ONAN）
Ø变压器油:
45#国产油
Ø装置种类:
户内
Ø温升限值：
按GB1094.2标准要求
Ø有载调压分接开关参数
Ø有载分接开关具有远方显示功能。
调压控制器的显示装置能输出BCD码，供无功控制器使用。
有载分接开关的额定电流和调压器的额定电流相配合。
Ø执行标准：
GB10230-88《有载分接开关》及相应国家标准、行业标准；
Ø相数及额定频率：
Ⅲ相，50Hz；
Ø额定电压：
10kV；
Ø级数：
9级
Ø电气寿命：
≥5万次；
Ø机械寿命：
≥50万次；
Ø调压器本体设端子箱、压力释放阀、瓦斯继电器、温度计等二次设备用电缆接至端子盒。
电缆由厂家配齐并安装。
电缆采用耐油、阻燃铜芯电缆。
端子排应留有足够端子与外部连接。
并有15%备用端子，正负电源端子用空端子隔开。
调压器本体上连接电缆整齐美观。
Ø调压器装设压力释放阀，当内部压力达55kpa时可靠释放。
并提供二对开接点。
Ø瓦斯继电器加装防雨帽。
Ø提供远方测温电阻及就地显示装置、远方测温电阻采用Pt100Ω的铂电阻。
Ø调压器运到现场具备免吊芯，即可投入正常运行能力。
Ø调压器结构便于拆卸和更换套管。
Ø调压器装设足够大的放油阀。
Ø调压器及金属表面进行防腐处理。
Ø接线盒控制箱防护等级不低于IP54要求。
7.2微机控制器技术参数
Ø控制器型号：
SNTA-200/DT
Ø工作电源：
DC220V±20%
Ø额定输入电压：
AC100V（取自母线PT二次侧A、C相）
Ø额定输入电流：
AC5A（取自母线B相CT二次侧）
Ø测量精度：
0.5级
Ø电压：
≤0.5%
Ø电流：
≤0.5%
Ø功率因数：
≤0.5%
Ø输入采样限量：
电压：
0～150V（PT电压）
Ø电流：
0～10A（CT电流）
Ø输出继电器触点容量：
220V/5A
Ø抗干扰：
共模2500V，差模1000V
Ø绝缘性能：
绝缘电阻：
＞500MΩ（500V兆欧表）
7.3氧化锌避雷器性能参数：
Ø型号：
HY5WR-17/45
Ø额定系统电压：
12kV
Ø避雷器额定电压：
17kV
Ø雷电冲击电流残压：
45kV
Ø有效吸收雷击及过电压，保护设备免受过电压的损坏。
Ø安装方式：
相地之间。
7.4电容器性能参数注：
红色为户外配置材料,其余与户内一样
电容器性能参数
Ø产品型号：
BAM11/√3-500-1BAM11/√3-500-1W
Ø额定频率：
50Hz额定频率：
50Hz
Ø单台电容器额定电压：
11/√3kV单台电容器额定电压：
11/√3kV
Ø采用BAM全膜式并联电容器采用BAM全膜式并联电容器
Ø单只容量：
500kvar单只容量：
500kvar
Ø电容偏差：
a.单台电容器容许的电容偏差为装置额定电容的-5%～+5%
b.电容器组容许的电容偏差为装置额定电容的0%～+5%
c.三相电容器组的任何两线路端子之间，其电容最大值与最小值之比不超过1.02
d.电容器组各串联段的最大与最小电容之比不超过1.02
Ø电容器的过载荷能力符合标准GB3983.2和DL/T604-1996中的有关规定;
Ø介质损耗角正切值（tgδ）：
Ø电容器在工频交流额定电压下，20℃时≤0.0005
7.5放电线圈的性能参数：
产品型号：
FDGE11/√3-3.4-1产品型号：
FDGE11/√3-3.4-1W
Ø额定电压：
11/√3kV额定电压：
11/√3kV
Ø额定放电容量：
3.4Mvar额定放电容量：
3.4Mvar
Ø电容器组脱开电源后，能在5s内将电容器组上的剩余电压降至50V以下
Ø能承受1.58√2U1n电压下电容器储能放电的作用
Ø在额定频率0.9-1.3倍额定电压和0%-100%额定二次负荷（cosΦ为0.8滞后）下，比差值不超过±0.5%，相位差不超过±20´
Ø短路承受能力：
额定电压下，能承受二次短路电流1s时间内所产生的热和机械力的作用而无损伤
Ø准确级：
0.5级
7.6铁心串联电抗器的性能参数：
户外单相空芯电抗器的性能参数：
Ø产品型号：
CKSC-450/10-6产品型号：
CKGKL-150/10-6
Ø串联电抗器电抗率：
6%串联电抗器电抗率：
6%
Ø额定频率：
50Hz额定频率：
50Hz
Ø相数：
三相相数：
单相
Ø电抗偏差：
偏差不超过0～5%
Ø温度等级：
B级
Ø工频损耗：
≤1.5%电抗器额定容量（75℃时）
7.7隔离开关的主要技术参数：
户外隔离开关技术参数：
Ø型号：
GN24-12D/630A型号：
GW4-12D/630A
Ø额定电流：
630A额定电流：
630A
Ø额定电压：
10kV额定电压：
10kV
Ø安装地点：
户内安装地点：
户外
Ø含手柄，连杆，三级联动、带接地，手动操作机构，配电磁锁。
八．供货范围、规格、数量
DWZT10.5-7500户内补偿装置单套分项配置表,本工程共计两套
序号
名称
型号/规格
单位
数量
备注：
1
电压调节器
DWZT10.5-7500
套
1
2
无功智能控制系统
SNTA-200/DT
台
1
3
电容器成套装置
TBB10-7500
套
1
含：
电容器
BAM11/√3-500-115只
隔离开关
GN24-12D/630A1台
氧化锌避雷器
HY5WR-17/453只
放电线圈
FDGE-11/√3-3.4-13只
电容器框架1套
围栏1套
母排1套
安装附件1套
4
三相铁心电抗器
CKSC-450/10-6
台
1
DWZT10.5-7500户外补偿装置单套分项配置表,本工程共计两套
序号
名称
型号/规格
单位
数量
备注：
1
电压调节器
DWZT10.5-7500
套
1
2
无功智能控制系统
SNTA-200/DT
台
1
3
电容器成套装置
TBB10-7500
套
1
含：
电容器
BAM11/√3-500-1W15只
隔离开关
GW4-12D/630A1台
氧化锌避雷器
HY5WR-17/453只
放电线圈
FDGE-11/√3-3.4-1W
电容器框架1套
围栏1套
母排1套
安装附件1套
4
单相空心电抗器
CKGKL150/10-6
组
1
1组含三只
备注：
1）上表中的设备由供货方提供，即供货方需提供隔离开关出线侧处（开关柜和隔离开关之间的连接电缆由用户提供）；供货方提供安装指导，由用户负责施工安装；
2）本补偿装置不包括：
水泥基础、基础预埋件、一次设备基础安装及主母排连接用螺栓等现场安装辅助材料；
3）供货方仅提供控制屏上调压控制器到调压器的有载分接开关专用电缆（长度100m以内）。
二次交接点提供至控制柜进线端子排处，其它采样、控制和通讯电缆等二次电缆用户自备。
4）供货方为每个支路设备提供一组电容器开口三角保护接口，使用用户开关柜电容器综保装置实现保护功能。
九．试验
9.1绝缘电阻测试：
按表1的规定，对无电气连接的每条回路之间、每条回路与外壳或接地金属零件之间进行测试，测试时间不小于5s。
测试前应断开接地或接壳的元件或电路，测试后再按原位接好。
表1测试电压
额定绝缘电压（V）
测试电压（V）
额定绝缘电压（V）
测试电压（V）
U≤60
250
60≤U≤250
500
9.2绝缘强度试验
在正常试验大气条件下控制装置被试部分应能承受2500V/50Hz交流电压历时1min绝缘强度试验,试验时不得出现击穿闪络及电压突然下降现象,泄漏电流应不大于3.5mA（交流有效值）,按以上规定,对无电气连接的每条回路之间、每条回路与外壳或接地金属零件之间进行绝缘强度试验。
绝缘水平：
控制屏：
交流50Hz，2000V一分钟，无击穿或闪络；
微机部分：
交流50Hz，2000V一
升级会员 