35KV地面降压站无功补偿方案V2文档格式.docx
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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，效率高。
（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，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
2.1设备使用运行条件
最高温度45℃
最低温度-30℃
年平均气温≤35℃
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：
10kV
系统额定频率：
50Hz
2.3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
GB311.2～6高电压试验技术
GB1207电压互感器
GB1208电流互感器
GB1985交流高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
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
GB15166高压交流熔断器
GB16836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
GB500603kV～110kV高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/T14549电能质量公用电网谐波
GB/T15543电能质量三相电压允许不平衡度
GB/T15945电能质量电力系统频率允许偏差
GB/T12325电能质量供电电压允许偏差
GB12326电能质量电压波动和闪变
GB/T17702.1电力电子电容器
DL462高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件
DL442高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件
DL755 电力系统安全稳定导则
DL/T553220kV～500kV电力系统故障动态记录
DL/T593高压开关设备的共用订货技术条件
DL/T486交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件
DL/T726电力用电压互感器订货技术条件
DL/T653高压并联电容器用放电线圈订货技术条件
DL/T667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（每级电容容量为100kvar）无功功率。
VQC电容器补偿容量为3000kvar（每级电容容量为100kvar），采用我公司TBBZ-12II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：
≤200ms；
3.2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）
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。
3.2.3VQC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
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±
1mm
触头超程
3±
主回路电阻
≤400μΩ
平均分闸速度
1.0±
0.2m/s
平均合闸速度
0.8±
触头分闸同期性
≤2ms
触头合闸同期性
合闸弹跳时间
合闸时间
≤60ms
分闸时间
机械寿命
≥100000次
3.2.3.2电容器
●电容偏差：
－5％～＋10%。
●电容器在额定电压、额定频率下，20℃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1.2～5/50us、峰值
一般
淋雨
10
11/√3
35
75
●电容器极间介质应能承受下列二种电压之一，历时10s。
a工频交流电压：
Ut（～）＝2.15Un
b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1.10Un
1.15Un
每24小时中30分钟
系统电压调整与波动
1.20Un
5min
轻负荷时电压升高
1.30Un
1min
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1.43In。
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：
5kA
●2ms方波通流容量：
400A
3）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。
3.2.4.5母线及连接线
1）主母线
截面：
其长期允许电流不小于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
00～9950:
5
50:
根据现场情况
电压等级
10kV、6kV
投门限
50%～150%
1%
120%
切门限
0～50%
20%
投切延时
0～256分
1分
30分
过压保护
100%～130%
110%
欠压保护
50%～100%
80%
过压切除
欠压切除
60%～100%
60%
电容设置
0～4000kvar
1kvar
根据订货
3.2.5.1.1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。
3.3SVG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0~13500kvar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。
4.1.3验收试验
验收试验项目包括所有出厂项目，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-12II/3000
1套
2主要元器件列表
名称
型号
备注
电容器投切专用永磁机构真空开关
ZW32M-12B/400－20
30
真空、永磁开关
无功自动补偿控制器
TBBZ-A
保护控制单元
TBBZ-B
9
限流电抗器
CKBDC
熔断器
BRW-1247A
高压电容器
BFMR11－100－3W
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VQC精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VQC一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VQC
2.2.2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。
2.2.2.1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。
2.2.2.2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
2.2.3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，需加装防污、防淋、防晒等设施。
针对以上问题，我公司对二代VQC从结构、方案、元器件选型等各方面均进行了大量的技术革新，推出了第三代产品：
敞开式结构的TBBZ-12II型高压无功自动补偿装置，有效解决了上述问题。
3技术革新措施
3.1技术方案上的改进
采用分组多路编码投切精细补偿型模式实现无功精细补偿。
分组投切可实现快速跟踪补偿无功负荷，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。
3.2在可靠性方面的技术革新
3.2.1采用敞开式结构
●将主要元件均按户外运行工况设计，将主要发热源暴露在空气中，大大提高了设备运行的安全性、可靠性，延长了设备使用寿命。
●占地面积小，约为封闭式结构的1/3。
3.2.2采用电容器投切专用永磁真空开关
●永磁机构零部件数量仅为传统弹簧机构的40％,结构简洁，机械故障率低。
●触头开距大，可开断故障电流。
●采用直动式传动，刚分速度大，分闸触头不粘连。
●永磁操动机构的出力特性与真空灭弧室的反力特性的完美配合确保合闸弹跳小，无重击穿，无重燃。
●操作线圈仅在分闸或合闸瞬间带电，线圈不发热，省电，不会发生故障。
永磁机构电容器投切专用永磁机构真空开关
3.2.3采用户外型干式半铁芯电抗器
针对铁芯电抗器、空心电抗器存在的问题，我公司研制出一种干式半铁芯电抗器，同时具有铁芯电抗器和空芯电抗器的优点。
●户外型环氧树脂全封闭浇注，表层包硅橡胶，具有优异的绝缘性能和防护性能。
●体积比空芯电抗器缩小30%～50%
●损耗比空芯电抗器低30%～40%
●线性度接近于直线
●
噪声小，噪声低于50db。
半铁芯电抗器铁芯电抗器空心电抗器
升级会员 