SVQR型调压式调无功.docx

1、SVQR型调压式调无功SVQR型调压式调无功变电站无功自动补偿装置方案1.概述西安森宝电气工程有限公司是专门从事电压质量、无功补偿和谐波治理的专业公司，公司致力于提高电力系统供电的电能质量，保证供电系统及用电设备的安全、正常、稳定的运行，减少输变电系统的损耗，达到节能降耗的目的。公司有十几种产品获得国家专利，三种产品被列为国家重点新产品。 SVR系列馈线自动调压器，解决了我国配电网特别是农村配电网广泛存在的电压质量不合格现象； DWK柱上高压无功动态补偿装置和SVQR型调压式调无功变电站无功自动补偿装置，实现了整个配电网的无功补偿和优化。 高压无源滤波器及谐波治理产品SVC（TCR， MCR，

2、TCT三种型号产品）其中，2006年公司研发并推出了具有自主产权的SVQR型调压式调无功变电站无功自动补偿装置，该装置提出了一种全新的技术思想，用调压器调节电容器端电压来改变无功补偿容量，突破了用断路器分组投切电容器的传统无功补偿方式。并获得国家专利，专利号：200720031382.X。该产品自推出后迅速得到了用户的厚爱，截至现在已运行在陕西、内蒙、安徽、山东、云南、河北、湖南等地。2传统的无功补偿装置通常由断路器（FU）、电抗器（L）、电容器（C）、放电线圈（TV）等元件构成。其接线原理图如下：a、系统母线电压恒定，要改变无功补偿的容量，只能通过投入一组或几组电容器组，即改变接入系统的电容

3、值。国内目前的变电站无功补偿设备通常采用手动方式投切电容器，一般是一段母线投一组电容器，而且，电容器的容量都较大，当电容器的补偿容量大于变电站的无功缺额时，投入电容器就会出现过补，而不投又会欠补。传统补偿设备存在主要问题： 单组补偿容量大，无功补偿不细。 经常出现过补与欠补，经常处于设备闲置状态，设备利用率低，无功补偿效果不理想，浪费投资。 在投切电容器组时，存在较大的涌流及操作过电压，容易造成开关和电容器的损坏。为了克服上述弊端，部分变电站虽然采用了自动装置来投切电容器，但用于投切的开关，通常是真空断路器，其缺点是不适于频繁操作，不能经常投切电容器组，无法满足精细补偿的要求。b、分组自动投切

4、无功补偿装置后来人们为了满足多级补偿的要求，其产品为分组自动投切无功补偿装置，通常的做法是把一个较大容量电容器组拆分为多个小容量的电容器组，投切开关选用真空接触器，一般接触器的电气寿命可达10万次，可满足频繁操作的需要。存在缺点： 拆分的组数越多，需要的真空接触器、电抗器、放电线圈越多，造价高、占地面积大，所以，一般在设计时，最多拆分成四组，而且电抗器多为干式铁心电抗器，只能户内布置。 这种补偿方式，只是在一定程度上细化了补偿容量，还是通过开关的动作来改变接入系统的电容值，不能较好解决无功精细补偿问题。其基本接线原理图如下：上述两种无功补偿装置，不管是靠断路器投切大电容器组，还是靠接触器分组投

5、切小电容器组，都是通过开关的分合来改变接入系统的电容值，该类装置必然存在投切涌流大和操作过电压等问题，装置可靠性低，特别是开关和电容器等部件故障率高。还存在无功过补与无功欠补问题。3无功欠补和无功过补的具体危害如下：a无功欠补对电网的影响（1）降低电网电压当变电所负荷比较重时，无功缺额势必过大，出现欠补偿的情况，引起母线电压降低。母线电压降低，会造成下一级变电站压降过大，损耗过多，有些设备仪器没办法启动。（2）增加有功损耗欠补偿所引起的有功损耗： 线路的损耗： 根据线路电阻率的特性，电流流过导线必然引起一定量的有功损耗，欠补量过大，有功损耗越大。（3）降低功率因数供电部门为了电网的优化稳定，能

6、够多创效益，尽量提高线路的功率因数，多输送有功功率。因此欠补偿所带来的这一不好现象是与电网公司的初衷相违背的。b无功过补对电网的影响（1）抬高电网电压当变电所处于低谷负载时，电容器的补偿容量势必过大，出现过补偿的情况，引起母线电压升高。电压升高，不仅威胁线路和设备的安全，也威胁电容器自身的安全。我国电容器产品标准规定电容器的最高运行电压不得超过其额定运行电压的1.1倍，电压超过时电容器就必须退出运行，否则将因过电流而发热升温，缩短其使用寿命甚至立即烧毁。（2）增加有功损耗 过补偿从三个方面增大了有功损耗： 无功倒送的损耗： 无功功率向电源方向倒送，和顺送时一样造成线路损耗和变压器损耗增加，倒送

7、的无功越多，线路损耗和变压器损耗就越大，变压器的利用率就越低。 变压器损耗 多余的电容器C的有功损耗： 电容器的有功损耗，主要是介质损耗，它占电容器有功损耗的98%以上（3） 降低功率因数过补偿的越多，功率因数越低。无论欠补或过补，都会增加电力系统设备损耗。为了更好解决上述问题，我司研制了SVQR系列变电站无功补偿装置。SVQR工作原理及特点1、工作原理根据电工学原理，电容器组的输出无功与电容器组的电容值成正比，与电容器组的端电压的平方成正比，即Q=wCU2。我公司新推出的SVQR型调压式调无功变电站无功自动补偿装置，对无功的补偿原理则是就是根据电容器组的输出无功与电容器组的端电压的平方成正比

8、研制而成。其基本接线原理图如下：该装置由断路器（QF）、自耦调压器（T）、电抗器（L）、电容器（C）、放电线圈（TV）组成。自耦调压器串联在断路器和电容器组中间，用来调节电容器组两端的电压，由于电容器组的电容值恒定，电容器组输出的无功功率随施加的电压不同而不同。假设电容器组的补偿容量为QCN（QCN为电容器组的额定容量），调压器的电压调节范围为0.6UCNUCN（UCN为电容器组的额定电压），调压器档位为9档，电容器组的输出容量为。假设每档调节电压相等（0.05 UCN），则各档对应的电容器组输出容量为：档位123456789端电压（UC）0.6 UCN0.65 UCN0.7 UCN0.75

9、UCN0.8 UCN0.85 UCN0.9 UCN0.95 UCNUCN输出容量（QC）0.36 QCN0.42QCN0.49 QCN0.56QCN0.64 QCN0.72QCN0.81 QCN0.90QCNQCN2、该装置具有如下特点：1） 无功补偿级数多，补偿精细，电容器组利用率高。假设变电站每段母线各安装一套该装置，在变电站分列运行时，可分9级进行补偿；在并列运行时，可分18级进行补偿。这对于传统的无功补偿装置几乎是不可能实现的。2） 采用自耦式有载调压器，无功补偿调节过程电容器组不断电，调压器每档之间只有几百伏，调节过程无过电压和涌流问题。3） 电容器长期工作在额定电压之下，流过电容器

10、的电流也小于额定电流，且无涌流和过电压冲击，使电容器寿命长，成套装置可靠性高。4） 如果变电站供电负荷的谐波电流很小，还可以去掉电抗器，调压器自身的漏抗可以抑制成套装置在断路器投入时的合闸涌流。5） 元件数少，电抗器可采用干式空芯电抗器（户外放置），也可采用干式铁芯电抗器（户内放置）。6） 适合老站改造。用于老站改造时，该装置只是在传统无功补偿装置的断路器和电容器组之间串联了一套调压器，所以原有断路器、电抗器、电容器、放电线圈等都可以继续使用。7） 非常适合高电压等级（6kV、10kV、35kV）下的分级无功补偿。35kV可频繁操作的开关价格高、体积大，用该装置可避免这些问题。3设备选型西安森

11、宝电气工程有限公司的SVQR自动无功补偿装置可以解决以上问题，该无功自动补偿装置采用9级补偿无功，补偿级数多，补偿精细，电容器组利用率高，而且无涌流、操作过电压等问题。SVQR的调压器输出电压在（1-0.6）Ucn范围内变化，则SVR调压器+固定电容器组向电网补偿的无功功率在（1-0.36）Qcn之间变化，补偿级数多，更加精细，SVQR是变电站补偿较优的方法。 例如：在10kV母线上采用一套SVQR调压式调无功变电站无功自动补偿装置，选用的SVQR调压式调无功变电站无功自动补偿装置的设备型号相应为：SVQR-3000/10.5。SVQR无功补偿设备的分接开关采用9档调节， 无功自动补偿设备对1

12、0kV母线分9级补偿无功功率，则9级无功功率补偿变化表具体见下表：设备9级无功功率补偿变化表U（k V）10.5109.598.587.576.5SVQR档位987654321Qc(kvar)300027002430216019201680147012601080极差(kvar)3002702702402402102101803.1.4 经济效益分析安装调压式无功自动补偿装置后产生的经济效益主要体现在以下几个方面：第一：稳定系统电压，减少主变分接头动作频率。调压式无功自动补偿装置设计原则是先考虑电压的合格，后考虑无功的合格，在调节之前，将主变分接头保持在合适位置，即将电压基准设定在适当的合格范

13、围内，当负荷增加导致电压低于合格标准时，自动逐级增大无功量输出，抬高母线电压到合格范围；当负荷减小母线电压高于合格标准时，减小无功输出量将母线电压降低到合格范围；当电压处于合格范围内时，根据无功缺额满足功率因数要求。第二：延长系统及用户设备使用寿命，保持电容器较高的使用率。调压式无功自动补偿装置的控制原理是把一组大容量无功补偿电容器并接在一台可有载调压的自藕变压器的输出侧，自藕变压器的一次侧接在电容开关柜的下方，通过对变压器9个档位的调节，改变电容器上的电压，从而改变无功量。由于电容切换是通过有载调压方式，电容器在1-9档之间不会出现断电的过程，电压调节过程中通过过渡电阻实现过渡，电压切换时电

14、容器不脱开网络，不存在由于电源相位形成的电压叠加问题，调节过程中不会对补偿系统和电网及其他电器产生冲击。并且电容大部分时间工作在较低电压，可以保证电容器安全，大大延长其使用寿命。调压分接开关，机械寿命长，切换动作速度快，满足频繁快速投切要求。调压装置在高压无功补偿自动控制装置的控制下根据系统感性无功的变化，动态调节电容器两端的电压，通过特种调压变压器实现动态无功的馈送。由计算机构成的高压无功补偿自动控制装置，通过实时采集电网的电压、电流、功率因数，分析负荷的变化趋势、系统无功功率、系统谐波含量、电压波动情况等，利用模糊控制技术调节有载分接开关，实现动态优化补偿，并达到无功补偿容量随系统负荷无功

15、容量的变化自动跟踪的目的。第三：实现变电站的无人值守，节约人力资源。调压式无功自动补偿装置采用全自动控制，设备投切、容量变换完全由控制器自动控制，不需要再通过人为的投切电容器控制。调压式无功自动补偿装置在节约人力资源上主要体现在一下三点：一、它能更好地适应工业对电能质量的要求。现代工业，尤其是高新技术产业，对电能的电压水平、频率、纹波系数、供电连续性等指标都有较高的要求,而传统的操作方法则有着信息加工量大、信息反馈慢等缺点，调压式无功自动补偿装置能够通过变电站的通讯系统将设备各种参数及时、准确的上传至调度或相关部门。装置采用自动控制，控制器可根据实际负荷情况判断无功需求并对产生的无功功率做出调

16、整，调度或相关部门亦可根据实际情况调整设备产生的无功功率。因此，在变电站中引入工业自动化，采用自动补偿装置是科学的选择。二、是电力企业安全运行的要求，统计表明电力行业的事故中，由人为因素造成的事故占有一定的比重，实践证明人容易受环境、情绪、疾病等诸多因素影响，因此本身就是一个不可靠因素，使用自动装置也可以提高运行的安全性、可靠性。三、从经济效益的角度看，当采用自动化程度高的设备时，就可以大大提高设备的使用率，有效的减少人工费用。第四：补偿较为精细，降低系统损耗。线路的损耗减少：线损和电流的平方成正比，输电线上的电流越大，线损就越大，如果我们在不改变电网输送能力的前提下，提高电网的功率因数，就能

17、够有效的减小输电线上的电流大小，也就能有效减小线损。如果安装调压式无功自动补偿装置则可以使得输电线上的电流从减少到，那么线损减少量为：由于无功补偿后带来的电压变化在此忽略不计。 变压器损耗减少：无功电流流过变压器时，由于变压器自身的阻抗特性会产生有功损耗。同样投入使用SVQR设备后，可实现无功的就地补偿，流过变压器的电流减少，变压器的损耗也相应减少。产品使用环境 海拔高度：2000m；环境温度： 最高气温+45，最低气温-25；倾斜度：30；风速：不超过35m/s；抗震水平：地震水平加速度为0.4m/S2，垂直加速度0.2m/ S2；周围环境：无明显污秽和火灾及爆炸危险。SVQR成套装置主要技

18、术参数 额定电压：10.5kV 额定容量：3000kvar 额定频率：50Hz 无功功率调整范围：36%100%额定容量 控制方式：自动、手动 保护：过流保护、过压保护、欠压保护、不平衡保护、油温报警 安装方式：户内（调压器户外安装） 涌流：装置投入时涌流小于20倍电容器额定电流，在正常无功调节时，涌流小于2倍电容器额定电流SVQR成套装置主要功能1.控制功能 装置能够根据事先设定的判据自动跟踪电网无功和电压情况，依据无功补偿容量的原则，自动调节调压器的档位，改变输出无功，使功率因数能稳定在定值设定范围内，并能防止调节振荡。 控制器采用大屏幕液晶显示器，中文显示，菜单式选择，六按键操作，使用简

19、单，操作人员无需培训。2.显示功能 控制器上有工作电源指示灯，能够显示主变高压侧的电压、电流、无功功率、功率因数、有功功率和主变的低压侧电压； 控制器可以显示调压器的分接开关档位； 可以显示主变以及母线的各种运行状态，相应断路器的通断状态。.3.报警、保护及闭锁功能 过压保护：系统电压高于标称电压的120%，断路器分，装置自动退出； 欠压保护：系统电压低于标称电压的80%，断路器分，装置自动退出； 过流保护：当调压器输入端电流大于过流整定值并保持事先设置的延时以上，断路器分，装置自动退出； 不平衡保护：当电容器组不平衡运行时，零序电流互感器的二次侧电流大于整定值并保持事先设置的延时以上，断路器

20、分，装置自动退出； 油温报警：当油温超过固定值时，发出报警信号； 重瓦斯保护：当重瓦斯继电器动作后，断路器分，装置自动退出； 控制装置自检异常闭锁所有操作指令，发出报警信号。4.手动操作功能 控制装置具有对控制对象进行手动和自动控制操作功能，自动和手动操作互为闭锁.5.远方通讯功能 控制装置提供标准的串行通信端口和101通讯协议，由后台综自厂家负责解析上传信号量。主要部件参数.1.控制屏 工作电源：AC/DC 220V 模拟量输入：电压：AC100（60%120%）V 电流：5（10%120%）A 测量精度：电压：0.5级 电流：0.5级 无功功率：1级 功率因数：1级 开关量输入：21开关量

21、输入 开关量输出：12继电器输出，触点容量220V/5A 抗干扰等级：3级，符合GB/T17626.12-1998的要求 最大功耗：30W 工作温度：-5+45（控制屏放置在户内） 相对湿度：+45时，85%90%.2.调压器 额定电压： 10.5 kV 额定容量： 3000 kVA 电压调节范围：60%100%Ucn 档位：9档 连接组别：Ya0、三相三线星形接法 变压器油牌号：25# 冷却方式：ONAN 绝缘水平：LI 75 AC 35 kV 调压器采用全密封波纹油箱，有油温指示，压力释放阀 开关电动操作接换一次时间：12s 开关过渡电阻切换时间：1524ms 开关在额定容量下触头的电气寿

22、命：5万次 开关机械寿命：50万次 分接开关有油枕、吸湿器、在线滤油机4.设备配置设备型号：SVQR-3000-10.5（一次设备户外，控制屏户内安装）序号设备名称型号数量备注1控制屏2260x800x6001面置于控制室2调压器SVQR-3000/10.51台带母排夹，筑水泥台，加围栏放在户外3高压并联电容器成套设备：高压并联电容器BFMR11-334-1W9台干式空心电抗器CKGKL-60/10-6%1组后接11/3电容器避雷器YH5WR-17/461组放电线圈FDGQ3-1-1.7/11/3-1W3台电容器架1套4隔离开关组架：隔离开关带电磁锁，两对辅助触点GW4-12D/6301组隔离

23、开关支架1套5附件：围栏1套绝缘瓷瓶210mm/H9只铝排60*64根6 用户需备电容器投切开关柜(含电容器保护)开关柜到调压器、无功补偿柜到调压器的一次电缆；架设隔离开关的等径杆；二次连接电缆SVQR设备与无功优化软件的配合说明1. SVQR装置本身具有自动控制功能，可按设定的参数（如电压、无功等）独立控制成套装置2. SVQR装置通过232/485接口与变电站后台或无功优化软件按照一定的通讯规约连接3. 变电站后台或无功优化软件可以调取SVQR的运行数据（如遥测遥信量、故障状态等），查看或修改SVQR装置的参数定值，也可以直接控制SVQR成套装置升、降、投、切动作4. 无功优化软件如果需要

24、完全控制SVQR装置，应综合考虑SVQR装置的特点，结合系统的实际需求，按一定的控制策略进行控制，当设备发出故障报警时（如日动作次数超限等），应闭锁对SVQR装置的控制，避免造成设备损坏。DWK户外高压无功自动补偿装置一、总则10kV无功自动补偿设备适用于单电源辐射形供电网络，符合国家、行业等有关标准、规范和要求，并通过国家有关检验机构的型式试验；具有智能控制功能，投切控制合理、准确和迅速；电容分组合理，能用较少的分组达到较少的容量组合，补偿级差小。具有电网运行数据的监测、分析、统计功能；设备具有高可靠性，能在推荐或者规定的使用环境下长期正常运行。二、使用条件1工作电压：10kV,不低于8.5

25、kV2系统频率：50Hz3相对温度：-2545（特殊要求与供方协商）4环境湿度：40时，20%90%5海拔高度：2000m （特殊要求与供方协商）6污秽等级：III级7安装环境：安装场合无有害气体和蒸气，无严重污染的尘埃，无导电性或爆炸性尘粒及严重霉菌三、主要技术参数1.设备名称：DWK户外高压无功自动补偿装置 2.设备型号：DWK-12-/ 3.装置参数1)分组(可选)：单动、一静一动、两动、一静两动（最终技术协议中请用户确定此项）2)工频主回路耐压测试：42kV/min.3)工频断口耐压测试： 42 kV /1min.4)电容器耐压测试： 35 kV /1min.5)二次回路耐压测试： 2

26、.5 kV /min.6)雷电冲击耐压（峰值）：75 kV4.控制器参数1)电压模拟量输入范围：220（60%120%）V，波形为正弦波，总畸变不大于10%；2)电流模拟量输入范围：5 A（10%120%）；3)额定频率: 50Hz；4)电压回路阻抗：20k,电流回路阻抗0.1；5)功耗： 5W；6)测量精度：0.5级。7)使用寿命：10年5.电容器参数1) 液体介质：二芳基乙烷（特殊要求与公司协商）2) 固体介质: 全膜介质3) 相数: 三相4) 电容器能承受第一峰值不超过2.2Un持续1/2周期的过渡过电压；5) 电容器的实测电容值与额定值之差不超过额定值-5%+10%,三相电容器中任何二

27、线路端子间测得的最大与最小电容值之比值不大于1.06；6) 电容器内部装有放电电阻,与电源断开后,能在10分钟内由额定电压的峰值降到75伏以下；7) 电容器额定电压与电网额定电压相配合，电容器额定电压为11kV。6.投切开关1)装置使用专用投切电容器的真空接触器投切电容器，其触头可开断容性电流,防止重燃的发生,并且接触器可频繁投切,保证现场必要的动作次数；2)根据不同的电容器容量选择匹配合适的真空接触器。3)真空接触器吸合电压：0.851.1Ue. 4)真空接触器释放电压：0.1 Ue，0.6 Ue. 5)真空接触器额定开距：5.50.5mm.6)真空接触器超行程： 1mm.7)真空接触器合闸

28、同期性：3ms.8)真空接触器线圈保持电流：0.2A.9)真空接触器寿命：10万次.7.电流互感器单相电流取样。采用户外穿心式电流互感器，采集线路电流，准确度不低于0.5级。互感器变比： 。（电流互感器变比由用户确定或厂家根据产品型号而定）8.电压互感器电压互感器用于采集线路电压，既作为设备电压采样，也作控制单元的电源。准确度不低于0.5级。9.避雷器、跌落式熔断器及其它元件：选用符合国家或行业标准的优质产品。五、主要技术要求1.电容器操作、控制方式1)操作方式：具有自动、手动操作功能2)控制方式：具智能逻辑控制功能，有多种方式供选择：按电压控制、按时间控制、按电压时间控制、按功率因数控制、按

29、电压无功控制。电压无功综合控制为必备方式。（最终的技术协议中请用户选择确定其中的一种。）2.控制器具有防边界投切振荡功能。当电压越下限时防止投入电容器使电压升高后产生的振荡。当无功缺额较大投入电容器时能防止投入电容器后电压越上限而产生的振荡；3. 工作电源：装置具备工作电源，自成回路而无须外接。4.保护功能：具有过压保护、欠压保护、过流保护、过流速断保护、缺相保护、10min保护、日动作次数保护、总动作次数清零等功能，装置能对由于电网异常和设备本身异常产生的故障进行区别判断,防止保护误动作。5. 故障记录：设备可记录过流、过压、欠压和缺相时的数据及故障发生的时间。6. 数据记录功能：控制器除具有基本控制功能外，还具有配网运行数据及其它数据记录功能：1) 线路实时电压、电流、功率因数、有功、无功、电容器动作次数等参数；2) 控制器可记录两个月整点数据和最近一百次动作记录并且数据可通过无线的方式传输；7.通讯方式：设备具有RS232或GPRS通讯方式，可实现近距离通讯或远程通讯，实现“四遥”功能。（最终的技术协议中请用户选择其中一种通讯方式，若带GPRS则随协议附GPRS通讯说明。）8.后台软件：系统附有后台数据处理软件，能对有关数据进行分析、存储及参数设置，并可形成相关表格。9.通讯设备：自动无功补偿设备可选配专用的笔记本电脑（易PC）和通讯模块，安装好通讯软件。六、安装方式、结