无功补偿方案.docx
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无功补偿方案
济宁聚能光伏石墨材料有限公司
35kV动态无功补偿装置（MCR+FC）
技
术
标
书
武汉国瑞电力设备有限公司
二○一二年九月
动态无功补偿装置设备技术规范书
1设备总机要求
◆本设备技术协议书适用于济宁聚能光伏石墨材料有限公司35kV动态无功补偿装置，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验
等方面的技术要求。
◆本设备技术协议书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合工业标准和本规范书的优质产品。
◆本设备技术协议书所使用的标准如遇与供方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
◆本设备技术协议书经供、需双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
◆本设备技术协议书未尽事宜，由供、需双方协商确定。
2应用技术条件及技术指标
2.1标准和规范
应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求，所有设备都符合相应的标准、规范或法规的最新版本或其修正本的要求，除非另有特别外，合同期内有效的任何修正和补充都应包括在内。
DL/T672-1999《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》
DL/T597-1996《低压无功补偿控制器订货技术条件》
GB11920-89《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》
GB1207-1997《电压互感器》
SD325-89《电力系统电压和无功电力技术导则》
SD205-1987《高压并联电容器技术条件》。
DL442-91《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》。
GB50227-95《高压并联电容器装置设计规范》。
GB311.2～311.6-83《高电压试验技术》。
GB11024《高电压并联电容器耐久性试验》。
GB11025《并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器》。
ZBK48003《并联电容器电气试验规范》。
GB50227《并联电容器装置设计规范》
GB3983.2-89《高电压并联电容器》
JB7111-97《高压并联电容器装置》
DL/T604-1996《高压并联电容器装置定货技术条件》
GB3983.2《高压并联电容器》
GB5316《串联电抗器》
GB1985-89《交流高压隔离开关和接地开关》
JB5346-1998《串联电抗器》
DL/T462－1992《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》
DL/T653-1998《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》
JB/T3840-1985《并联电容器单台保护用高压熔断器》
DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
GB/T11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》
GB/T11024.1-2001《放电器》
GB2900《电工名词术语》
GB3ll.1～6《高压输变电设备的绝缘配合》
GB3ll.7《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》
GB5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》
GB11022《高压开关设备通用技术条件》
GB1985《交流高压隔离开关和接地开关》
GB2536《变压器油》
GB5273《变压器、高压电器和套管的接线端子》
GB775《绝缘子试验方法》
GB/T4109《高压套管技术条件》
GB1094.1-1996《电力变压器第一部分总则》
GB1094.2-1996《电力变压器第二部分温升》
GB1094.3-1996《电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验》
GB1094.5-1996《电力变压器第五部分承受短路的能力》
GB/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》
JB/T10088-1999《6～220kV级变压器声级》
DL/T574-1995《有载分接开关运行维护导则》
GB/T13499-1992《电力变压器应用导则》
G/T12325-2003《电能质量供电电压允许偏差》
GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》
GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》
GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》
GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》
GB50217-94《电力工程电缆设计规范》
GB4856（IEC255）《电气继电器的绝缘试验》
DL/T677-1999《继电保护设备信息接口配套标准》
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》国家电网公司2005年6月14日发布
2.2工程概况
2.2.1电力系统情况：
a.系统标称电压：
35kV
b.系统最高电压：
40.5kV
c.系统额定频率：
50Hz
d.系统中性点接地方式：
直接接地
e.安装地点：
户外
2.2.2其他要求：
2.3使用条件
表1使用条件
序号
名称
单位
项目单位要求值
投标人保证值
1
周围空气温度
最高气温
℃
＋40
+40
最低气温
-25
-25
最大日温差
K
25
25
2
海拔
m
1000
1000
3
太阳辐射强度
W/cm2
0.1
0.1
4
污秽等级
Ⅳ
Ⅳ
5
覆冰厚度
mm
10
10
6
风速/风压
m/s/Pa
34/700
34/700
7
湿度
日相对湿度平均值
%
≤95
≤95
月相对湿度平均值
≤90
≤90
8
耐受地震能力（水平加速度）
m/s2
2
2
9
由于主回路中的开合操作在辅助和控制回路上所感应的共模电压的幅值
kV
≤1.6
≤1.6
注：
表中“项目单位要求值”为户外正常使用条件，超出此值时为特殊使用条件，项目单位可根据工程实际使用条件进行修改。
3技术参数和性能要求
为适应工况变化、满足无功电压控制要求，本期工程装设35kVMCR型动态无功补偿成套装置2套，每套组电容器组总容量为11Mvar，磁控电抗器容量为7.5Mvar，总的无功调节范围为：
感性0Mvar---容性7.5Mvar。
由于工况所含谐波情况，所以11Mvar分3个滤波通道，其中5次4Mvar,7次3Mvar，11次4Mvar。
保证功率因数0.93以上。
35kV母线动态无功补偿装置的补偿调节功能应满足“国家电网公司对风电场接入电网技术规定”中有关风电场无功功率、风电场运行电压、风电场电压调节及功率因数等的技术要求，并要求达到以下技术指标：
3.1功率因数补偿
35kV母线进线点或220KV/110kV母线考核点的实时功率因数值高于0.93（滞后、无过补）。
3.2谐波要求
注入系统的谐波电流和35kV母线电压总谐波畸变率低于国家标准《电能质量、公用电网谐波》GB/T14549-93。
允许的谐波电流畸变如下：
总谐波电压畸变
奇次谐波电压畸变
偶次谐波电压畸变
3.0%
2.1%
1.2%
3.3电压波动和闪变
35kV母线电压的电压闪变和波动满足国家标准<<电能质量、电压波动和闪变>>GB/T12326－2000。
短时闪变Pst
长时闪变Plt
电压波动限制值
1.0
0.8
2%
3.4其他要求
动态无功补偿装置投切引起的所在母线电压变化不能超过电压额定值的2.5%。
动态无功补偿装置：
磁阀控制电抗器（MCR）、5次滤波器组、7次滤波器、11次滤波器组均由供方连接成一整体，需方只提供每套两路电缆分别至磁阀控制电抗器汇流母排端子和电容器组汇流母排端子。
4补偿装置技术要求
本期工程装设MCR+FC型35kV动态无功补偿装置2套，每套总的调节范围为感性0Mvar---容性7.5Mvar。
每套装置主要包括：
5次4Mvar,7次3Mvar，11次4Mvar、7.5Mvar磁阀控制电抗器（MCR）、控制保护柜、监控系统等组件及其相关附件。
4.1磁阀控制电抗器技术规范参数
型号：
BKCK-Y-35-7500kvar
容量:
7.5Mvar
连接方式：
三角形
额定频率：
50HZ
额定电压：
35kV
调节容量范围：
0%-100%，连续调节
无功调节精度：
≤1%
损耗:
<1.3％MCR容量
外绝缘爬电比距:
≥31mm/kV
噪声：
小于75分贝
冷却方式：
油浸风冷（ONAF）
变压器油：
克拉玛依45#油
安装地点：
户外
变压器油应是符合GB2536规定的环烷基或中间基、低含硫量、添加抗氧化剂的新油。
温升限值：
按GB1094.2标准要求（需按海拔高度修正）。
磁阀控制电抗器本体设端子盒、将压力释放阀、瓦斯继电器、温度计等二次设备用电缆接至端子盒。
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。
磁阀控制电抗器本体设端子盒，端子箱为不锈钢壳体应为不小于2mm厚度，防护等级为IP54。
将压力释放阀、瓦斯继电器、温度计等二次设备用电缆接至端子盒。
电缆由供方配套供货。
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。
磁阀控制电抗器本体装设压力释放阀，当内部压力达55kpa时可靠释放。
瓦斯继电器加装防雨帽。
磁阀控制电抗器本体运到现场具备免吊芯，即可投入正常运行能力。
磁阀控制电抗器本体结构便于拆卸和更换套管。
磁阀控制电抗器本体装设足够大的放油阀。
磁阀控制电抗器本体及金属表面进行防腐处理。
磁阀控制电抗器本体铁芯材质为新日铁优质硅钢片。
磁阀控制电抗器本体套组材质为上海杨行优质无氧铜导线。
接线盒控制箱防护等级不低于IP54要求。
励磁系统与磁阀控制电抗器本体分体安装，可独立维护，励磁系统要求空气绝缘，与控制器之间采用光纤连接。
磁阀控制电抗器励磁要求采用有源整流型励磁装置，采用IGBT或IGCT做为控制元件，MCR响应速度要求小于30ms，并在现场组织测试，做为项目验收主要方面。
4.2电容器组技术规范参数
本期工程每套动补装置装设2套11Mvar的电容器组。
每套设备的电容器容量均为补偿容量，滤波通道设置符合上述要求。
1）成套电容器装置用于中性点不接地系统。
电容器框架用35kV支柱绝缘子支撑。
每组电容器组均设置围栏网门（供方提供），并满足相应的标准要求。
2）成套电容器装置应能在2.4中所规定的环境条件下，在额定工况下安全运行。
3）成套电容器装置应能耐其雷电冲击和操作冲击耐受电压的过电压。
4）并联电容器成套装置采用单星接线，电抗器置于电源侧，装置中性点经支柱绝缘子接至四极隔离开关。
5）电气距离
设备带电部分相间最小净距：
0.4m
带电部分与相邻接地体最小净距：
0.4m
6）电压
额定电压：
35kV
最高工作电压：
40.5kV
7）额定频率；50Hz
8）35kV系统短路电流31.5kA（有效值）
9）绝缘水平
本工程设备绝缘水平应为耐受电压值乘以系数k,k的计算公式如下:
k=1/（1.1-H/10000）.式中H为安装地点的海拔高度（m）
10）支柱绝缘子的爬电比距>35mm/kV。
（最高运行电压条件下）
11）电容器类型：
全膜
12）每组电容器成套装置应包括：
电容器、隔离开关、干式空芯电抗器、氧化锌避雷器、放电线圈（附压差保护线圈）、接地开关、支持绝缘子、母线、引线、钢构架、围栏等组成元件。
13）过负荷能力：
整套装置应能在有效值1.43倍额定电流下连续运行；应能在1.1倍额定电压下长期运行。
4.2.1电容器主要技术参数
1）安装地点：
户外
2）系统额定电压:
35kV
3）额定频率:
50Hz
4）接线方式：
单星型
5）额定电压:
35kV
6）每套电容器的补偿总容量（分3个滤波支路）：
11000kvar（共2套）
7）电容器单元额定容量及安装容量：
具体见附件配置清单
8）电容偏差：
电容器允许的电容偏差为装置额定电容的0～＋3％。
9）电容器内置熔丝。
10）工频稳态过电压能力
工频过电压
最大持续运行时间
1.1Un
长期
1.15Un
每24h中有30min连续
1.2Un
5min
1.30Un
1min
11）稳态过电流能力
电容器组成套装置应能在方均根值不超过1.1×1.30IN的电流下连续运行。
该电流系由1.1UN、电容值偏差及高次谐波综合作用的结果。
12）介质损耗角正切值（tgδ）
电容器在0.9~1.1倍工频交流额定电压下，20℃时介质损耗角正切值全膜产品应不大于0.0003。
13）电介质的电气强度
电容器端子间的电介质必须能承受下列两种实验电压之一，历时10s：
工频交流电压：
2.15Un。
直流电压：
4.3Un。
13）绝缘水平
电容器端子与外壳间的绝缘水平，应能承受下列耐受电压值：
短时工频耐受电压（1min）42kV（在淋雨状态测试）
雷电冲击耐受电压（1.2/50μs峰值）85kV
14）耐受短路放电能力
主回路中的电气设备、连接线及机械结构应能耐受短路电流和电容器内部相间短路放电电流的作用而不产生热的和机械的损伤及明显的变形。
15）局部放电性能：
电容器的局部放电性能，应能达到下列试验要求。
在常温下加压至局部放电后历时1s，降压至1.35倍额定电压保持10min，然后升压至1.6倍额定电压保持10min，此时，应无明显局部放电。
对于严寒地区应根据温度类别下限值，电容器在温度下限时局部放电熄灭电压应不低于1.2倍额定电压。
极对壳局部放电熄灭电压，应不低于1.2倍最高运行线电压。
16）芯子最热点温度的要求
电容器芯子最热点的温度不高于60℃
17）耐受爆破能量
电容器外壳应能承受大于15kJ的爆破能量。
18）密封性能
电容器的密封性能，应足以保证在其各个部分均达到电介质允许的最高运行温度后，至少经历48h而不出现渗漏。
19）引出端子及套管的要求
电容器引出端子及套管应能承受900N的水平张力。
20）最大允许容量：
在计入稳态过电压、稳态过电流和电容正偏差等各因素的作用下，电容器总的容量应不超过l.35倍电容器组额定容量。
21）环境保护要求
电容器的浸入渍剂符合国家环保部门的有关规定与要求。
电容器外壳应具有良好的防腐、防锈外层。
4.2.2干式空心串联电抗器技术规范参数
系统额定电压:
35kV
电抗率:
5次滤波为4%，7次滤波为2%，,11次滤波为0.8%
额定频率：
50Hz
爬电比距：
≥31mm/kV
电抗偏差：
偏差不超过0～5%
调节范围：
0-5%连续可调
绝缘等级：
F级
温升限值：
平均65K，热点80K
工频耐压：
95kV
冲击耐压：
1.2/50μs全波冲击耐压（峰值）：
200kV
工频损耗：
≤1.2%电抗器额定容量（75℃时）
声级水平：
≤52dB（2米处）
为防止紫外线辐射，电抗器表面应涂防紫外线漆
干式串联电抗器的额定电压和绝缘水平，应符合接入处电网电压和安装方式要求
干式串联电抗器的额定电流不应小于所连接的电容器组的额定电流，其允许过电流应不小于电容器组的最大过电流值。
4.2.3隔离开关及接地开关
电容器装置电源进线侧应配置三相四极联动隔离开关（单接地），并提供接“五防”的接线端子，保证检修时有明显的断开点，要求隔离刀闸提供转换开关向变电站综合自动化系统提供状态位置信号。
4.2.4氧化锌避雷器的主要技术规范参数
1）型式：
屋外复合外套，电容器用（附在线监视仪）
2）额定值：
额定频率：
50Hz
额定电压：
51kV
持续运行电压：
40.8kV
标称放电电流等级：
5kA
雷电冲击电流残压：
134kV
直流1mA参考电压：
73kV
3）性能与结构要求
长持续时间小电流耐受能力（矩形波，2000μS，20次冲击）：
不小于1000A
4/10μS大电流冲击耐受能力：
65kA
避雷器接于电容器组的端部。
氧化锌避雷器应采用无间隙结构。
绝缘瓷套爬电比距>3.5cm/kV
氧化锌避雷器的试验项目、方法、内容及要求按照有关标准。
4.2.5放电线圈的主要技术规范参数
1）型式：
户外、35kV全密封。
2）最高工作电压：
1.1倍电容器额定电压
3）一次绕组的放电容量：
大于等于所接电容器组的每相电容器容量。
4）放电电流：
不小于电容器组的额定电流的1.35倍。
5）放电线圈为每组3台单相组成，三套管引出中性点不接地，应配套带电压差动保护用的电压线圈。
6）保护：
采用差动电压保护，在一次整定值情况下，二次侧电压达到6V，产品不需安装升压变压器，二次输出容量20VA。
电容器本体加装不锈钢端子箱，本体电压量、本体隔离开关接点等信号引入端子箱，以便用户根据需要引出。
端子箱防护等级IP54。
7）放电线圈的有功损耗应小于额定容量的1％。
8）放电线圈的放电时间：
在额定频率和额定电压下，当电容器断电时，放电线圈应将两端剩余电压在5S内自电压峰值降至50V以下。
放电线圈应能承受在1.58倍电压峰值下电容器储能放电的作用。
9）绝缘水平：
工频电压95kV一分钟，雷电冲击电压1.2/50μs,200kV。
10）接线端子的允许水平张力：
900N
11）在要求的环境条件下运行时，不应出现渗漏油及其他不正常的情况。
12）绝缘试验及标准：
按国标GB311
13）局部放电：
在1.05倍的长期工作电压下其局部放电量应不大于5PC。
4.2.635kV支持绝缘子的主要技术要求
1）支持绝缘子应能承受电容器成套装置框架机械强度的要求
2）支持绝缘子爬电比距：
>35mm/kV
3）绝缘水平：
工频1min95kV（有效值）
雷电冲击200kV（峰值）
4.2.7母线及连接线主要技术要求：
1）主母线
截面：
由制造厂配，但其长期允许电流不应小于1.35倍回路工作电流，同时应满足动热稳定要求。
母线应能承受三相短路电流为50kA时的动、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应不小于1.35倍单台电容器额定电流，同时应满足动热稳定要求。
母线支持绝缘子采用瓷质防污型
成套装置内部连接的一次,二次电缆由供方提供,35kV开关到MCR装置、电容器组的高压电缆由需方提供。
4.3控制系统技术参数
控制屏尺寸：
800mm×600mm×2260mm（宽×深×高）
控制屏颜色：
GY09冰灰色（需方确认）
工作电源：
DC（AC）220V
PT额定输入电压：
AC100V
CT额定输入电流：
AC5A
功率因数整定：
0.8～0.999
电流电压采样点在35kV侧
测量精度：
1.0级
电压：
≤0.5%
电流：
≤0.5%
输入采样限量：
电压：
0～150V（PT电压）
电流：
0～10A（CT电流）
输出继电器触点容量：
220V/5A
抗干扰：
共模2500V，差模1000V
4.4动态无功补偿装置监控系统
（1）要求配置上位机系统（距离设备所在地3公里，应提供光纤通信方案），安装windowsXP操作系统。
（2）要求上位机软件可对整个系统进行监测，可实时分析系统电流、电压、有功、无功、电抗器电流，并绘制相应曲线。
（3）要求上位机软件可以提供系统电压、电流等1-25次谐波等信息。
（4）可连续保存上述系统信息12个月以上。
（5）要求接地控制装置提供人机界面，实现测量及控制功能
（6）上位机配置要求
PC主机，DELL液晶彩显
计算机：
主频：
≥3.2GHZ；内存：
≥4G；硬盘：
≥500G
液晶监视器：
DELL21英寸宽屏液晶显示器；分辨率：
1024X768以上；
鼠标器：
随机配置的USB口光电鼠标；声卡及音箱；
网络线由厂方供应（屏蔽双绞线）；
监控系统的应用软件采用经过软件加固的Windows操作系统。
具有友好的中文界面，并有详细的使用说明，厂家应长期、及时提供当地监控机的操作系统、数据库的安全补丁；
公司免费提供监控系统备份软件及正版杀毒软件各1套。
由公司及时更新，免费升级；
监控系统与测控单元及综合自动化系统通讯提供合适的规约，满足综合自动化系统的通讯接口要求。
4.5其他要求
4.5.1供方应提供用于安装每组装置的热镀锌钢支架、围栏（网门高由设计院确认）及配套的防腐螺栓、螺母和垫圈。
成套装置应能牢固地安装在混凝土基础上，与之配套的支持绝缘子亦应满足相应的机械要求。
4.5.2主接线端子板的允许的静态机械荷载不得小于下列要求值，其安全系数不应小于2.75。
纵向水平：
1500N
垂直方向：
1000N
水平横向：
1000N
供方应提供主接线端子板的机械强度试验报告。
4.5.3组装好的成套装置应能耐受下列持续组合荷载和短时组合荷载。
组合荷载是各荷载分量的向量和。
4.5.3.1同时作用的持续组合荷载包括：
主接线端子板的轴向水平荷载；
设备自重；及主接线端子板的垂直荷载；
设备最大风荷载，及主接线端子板的横向水平荷载。
承受持续组合荷载的安全系数应不小于2.5
4.5.3.2同时作用的短时组合荷载包括：
4.5.4条规定的主接线端子板的轴向水平荷载；
地震引起的设备动态受力；
设备25％最大风荷载及主接线端子板的25％横向水平荷载；
承受短时组合荷载时的安全系数应不小于1.67。
4.5.5设备瓷套颜色：
成套设备瓷套颜色统一，无特殊要求选择棕色
4.5.6成套装置的螺栓、螺母及垫圈进行防腐处理。
4.6性能要求
成套补偿装置的补偿调节功能应满足“国家电网公司对风电场接入电网技术规定”中有关风电场无功功率、风电场运行电压、风电场电压调节及功率因数等的技术要求。
成套装置的工作性能、使用寿命应满足风电场运行条件，运行环境、运行工况等使用要求。
4.6.1成套装置应能动态跟踪电网电能质量变化，并根据变化情况动态调节无功输出，以满足各个风段下电网对风电厂无功补偿调节的要求。
4.6.2成套装置在不同组合投切下，不得引起高次谐波谐振及有危害的谐波放大。
4.6.3成套装置在不同组合投切下，应能够充分避免投切震荡。
不应出现误投、误切等误动行为。
4.6.4成套装置应能实现自动检测、远方手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。
检测、控制均可实现完全自动可实现无人值守。
4.6.5成套装置功能
4.6.5.1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；
4.6.5.2显示功能
可分别显示采样侧的电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率；
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。
4.6.5.3事件顺序记录
当各类保护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、相别及动作值，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。
4.6.5.4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，满足风电场远程监控的要求和通信接口。
4.6.5.5保护和闭
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