《智能型低压综合配电箱及无功补偿箱新型配置及设计思路探讨.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能型低压综合配电箱及无功补偿箱新型配置及设计思路探讨.doc（7页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 一、智能型低压综合配电箱1、概述随着社会经济的不断发展,用电负荷的日趋增加,用户对电能质量的要求不断提高,对用电分配、用电计量、用电监测、用电管理、用电质量提出了更高的要求。基于我国目前10KV/0.4KV低压配电变压器系统的特点和实际需求情况,加上农村城镇化歨伐的加快,城镇城市化功能的不断增强,用电量在急聚上升,用电区域的分散性和用电负荷的不确定性,对用电管理和用电的质量、用电的稳定性和可靠性提出了更高的要求。简单的配电和计量已不能适应电力飞速发展的需要，普通型低压综合配电箱故障率高，计量误差大，防护等级低，不能进行通信，分断能力差已成被淘太产品。泉州七星电气有限公司开发的“智能型低压综合
2、配电箱”由于采用新技术比普通型低压综合配电箱技术含量高,性能稳定、可靠；是集数据采集、电能计量、负荷监测、低压防雷、谐波分析、事件记录、路灯控制、无功补偿为一体的低压综合配电装置。可广泛用于农村低压电网、城市低压电网的普通型低压综合配电箱的智能化升级改造工程以及城市市政、花园住宅小区、配网自动化台区、路灯箱变、工厂/小区终端、公共设施等场所的低压配电和用电计量、管理、负荷考核。2、性能特点 1）、智能型低压综合配电箱 智能型低压综合配电箱是集数据采集、电能计量、负荷监测、低压防雷、谐波分析、事件记录、路灯控制、无功补偿为一体的低压综合配电装置；它主要由主开关断路器，分支回路隔离开关，分支回路断
3、路器，路灯控制回路，无功功率补偿和配电智能监测终端（仪），无线发射，无线接收，掌上抄表,GPRS数据采集等部分构成。通道部分可提供微功率无线电台或GPRS模块通道实现数据的转发，避免了操作人员直接接触设备的安全性问题。抄录数据可采用掌上电脑无线采集，GPRS采集或笔记本电脑有线采集，安装专用的后台软件，实现终端数据的分析，生成报表。本产品可广泛用于农村低压电网、城市低压电网的低压综合配电箱的智能化升级改造工程以及城市市政、花园住宅小区、配网自动化台区、路灯箱变、工厂/小区终端、公共设施等场所的低压配电和用电计量、负荷考核。2）、低压配电 设置主开关和分路输出开关,主开关即总进线智能可调式塑壳断
4、路器可根据不同变压器容量额定电流可调，对变压器出现的因过负荷及短路的保护；分路开关设置塑壳断路器和隔离开关。所有元器件在选型时充分考虑了户外高温运行条件，断路器类器件体积比同容量的DZ20系列更小，并选用零飞弧塑壳断路器，具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动功能的选择型三段保护特性；有更高（达65KA）的短路分断能力，足以使配变低压侧出现短路故障时，分断故障线路。3)、变压器保护 增设零飞弧塑壳主断路器用以有效保护变压器，当低压母线侧有过负荷或短路故障发生时，主断路器可长延时或迅速切断确保变压器不因过负荷或短路故障而烧毁。 当电网某相电压过压或谐波超限时，快速切除补偿电容器；当电网某相电压超过
5、过压闭锁限值或低于低压闭锁限值和某相电流低于低流闭锁限值时，禁止投入电容器。4）、智能无功补偿 智能型低压综合配电箱使用三相采样、电子复合开关作为投切元件的动态三相共补、三相分补、三相综合无功功率补偿的方式，即配电箱中，一部分补偿方式采用三相同补同切方式，一部分采用分相补偿方式；对三相无功电流进行采样；投切装置采用电压（流）过零点投（切）的电子复合开关，可以做到无合闸涌流、无电弧，运行功耗减小；取样物理量为无功功率，采用模糊控制理论实现最优补偿；无投切振荡,无过补偿现象；Y 的任意选择方式，补偿容量任意设置，可实现无级设置。一般地按20的变压器容量进行补偿，共补三组或两组，分补一组。5）、路灯
6、控制 路灯控制具有时控和光控（预留）两种方式。 路灯时控功能可设置12个月每天路灯的开始时间和结束时间；路灯结束时间分两个，控制两组路灯，人性化节电功能。 路灯工作分夜里十二点以前两路投入和十二点以后自动切断一路仅留一路的工作方式，以达到节约用电的目地。6）、电能计量 电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，而传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。利用现代通信技术和计算机技术以及电能测量技术结合在一起，便能够及时、准确、全面地反映电量使用（即销售情况）。通过GPRS无线局域网专网，为用电管理提供实时性好、稳定性高的数据和事件记录，可实
7、现多块表同时冻结抄表功能。该系统具有设备参数远程回读功能，如回读参数和后台系统保存的设置参数对比，异常报警，可以发现非法修改电能表参数行窃的非法行为。具有失压、断流、错误接线报警、显示、记录并主动上传功能，方便管理人员在公司本部就可以发现用户异常，为反窃电提供了一种先进的、有效的高技术检测手段。根据实时抄收0.4KV线路总表和分表的数据，自动分析线路电量平衡情况，为线损考核提供准确的依据，达到大面积降低线损目的。当用户电能表所测量的电压和负荷超出一定范围时，电表报警远传给系统并可以通过智能化分析功能的系统软件，对用户负荷进行监测控制。 另外为方便用户使用以往习惯了得传统计量方式，还预留有功电度
8、表及无功电度表计量用的安装位置，以方便用户进行计量参照对比。7）、低压防雷 a) 防止操作过电压 b) 防止雷电冲击 本装置可有效防止智能型低压综合配电箱侵受雷击过电压和操作过电压的损坏；如遇过压低压避雷器能可靠导通将其引入大地，以保证设备不被损坏。8）、智能配电综合测控 配电综合测控，以高性能的数字信号处理器为控制核心，采用高性能的稳压电源，依据先进的控制理论设计而成。该测控仪具有性能稳定、功能强大、控制准确、工作可靠、精度高、功耗小、温升低、寿命长、结构精巧、显示完美、操作灵活、安装简单等一系列特点，是目前用于电力系统监控设备中理想的高新技术产品。它具备电压、电流、功率因数、有功功率、无功
9、功率、有功电能、无功电能、谐波电压电流、频率等数据采集功能，且可记录日谐波电压电流最大值、日电压电流最大最小值、停电时刻来电时刻、累计停电时间、电压超上、下限、缺相时间、各种报警事件的时刻记录等，可储存65天的数据。12864宽温型液晶显示器可就地实时显示各种电网参数。9）、PDA掌上电脑短距离无线抄表系统 可配置无线发射模块、无线接收模块、电力无线移动抄表终端、微型掌上电脑及相应的采集软件，在配变杆下100米范围内实现无线数据采集，避免工作人员爬杆操作可能造成的触电及摔落危险。10）、掌上电脑或笔记本电脑有线数据采集系统 将掌上电脑或笔记本电脑与智能配电监控终端通过其各自的通讯端口相连接，设
10、置相应参数即可采集所需数据。方便、准确、快捷。11）、GPRS通讯网络数据采集系统 GPRS数据采集系统为配电综合测控仪（或配电智能终端）提供服务的数据管理信息系统。 该系统由终端设备、GPRS数据采集终端、GPRS通讯网络、主站数据信息分析系统构成。可对线路的相关数据进行采集。12）、设备管理 设备管理实现的功能是对TTU、测控仪、电力仪表安装处的台式变压器和电流互感器及补偿装置等设备进行设备信息管理。13）、实时监测 实时监测主要是对三相电压、三相电流、三相功率因数、总功率因数、三相有功功率、总有功功率、三相无功功率、总无功功率、有功电度、无功电度、频率、电容器投切状态、故障状态等数据进行
11、监测。14）、数据采集 数据采集主要是采集某台设备的整点数据、累计数据、电流谐波数据、电压谐波数据、统计数据、控制数据和停电数据。15）、数据转换 数据转换主要是将PDA掌上电脑及GPRS采集的数据转移到服务器数据库内。16）、数据分析 数据分析是对采集的数据进行计算、统计、分析、显示以方便有关人员的查看。它又分为单台数据分析和综合数据分析，单台数据分析包括整点数据分析、谐波数据分析、控制记录分析、日统计分析和月统计分析；综合数据分析包括无功补偿统计、电量数据统计、功率因数统计、性能分析和停电记录统计。17）、报表输出 对于数据分析的结果既可以在浏览器上直接查看，也可以用曲线的形式显示。最终都
12、可以用报表的形式显示以便报表打印。3、智能型低压综合配电箱箱体 1) 箱体外壳采用不小于1.5mm优质不锈钢板或冷轧钢板(用户可选)焊接喷塑而成，台架厚度大于或等于2mm，有足够的强度和刚度，其他金属构件采用电镀等防腐措施。2) 箱体正面、背面均装有开启门，门的开启灵活，在开启过程中不会损伤表面涂层，门的开启度在180度。3) 配电箱箱体保证喷塑层质量，喷塑层光滑、平整、无气泡、流痕和指印。配电箱喷塑箱体颜色为浅驼色。4) 箱体外壳的机械强度保证在外来操作力及短路电流的作用下，不发生变形、不影响箱内设备的正常工作，同时，不会因吊装、运输而影响箱内元器件的电气性能。5) 箱体设置观察窗。计量室隔
13、离,并具有防窃电和铅封管理优点。6) 配电箱外壳防护等级不低于GB 4208规定IP33。4、设计和运行条件 1）、 环境温度 周围空气温度不高于40，而且在24h内其平均温度不超过35，周围空气温度的下限为40。2）、 相对湿度90（25时）3）、 海拔安装场地的海拔不超过2000m。4）、 无易燃、无爆炸、无导电尘埃、烟雾、蒸汽和腐蚀性介质等严重影响电器元件电气性能的场所。5）、 安装地点无剧烈震动和冲击，安装倾斜度不超过5。6）、 系统接地方式：中性点直接接地系统。二、智能型低压无功补偿箱（柜） 1、 概述电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提
14、供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。功率因数低，电源设备的容量得不到充分利用。负载功率因数越低，通过变压器送出的有功功率就越小，有相当大的一部分功率在电源和负荷之间来回传输，这部分功率不能做有用功，变压器不能被充分利用。其次功率因数偏低，在线路上会产生较大的压降和功率损耗。线路压降增大则负载电压降低，有可能使负载工作不正常，线路上的功率损耗增大就会造成电能的浪费。在电力系统输送电能的过程中，无功功率
15、不足，将使系统中输送的总电流增加、使变压器的出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、尤其是线路末端电压下降；而对于电力用户来说，过多地从电网中吸取无功，不仅使电网电能质量下降，也影响自身的用电和生产，使企业效益下降，因此，为了减少无功的损失和避免其在电网中的流动，就必须进行无功补偿，而且最好是就地补偿。采用并联电容器进行无功补偿是一种投资少、施工简单、见效快的补偿方式，它可以很方便地就地控制电容投切，以减少线损，消除无功缺额给系统带来的负面影响。智能无功补偿箱（以下简称装置）是亿力集团泉州七星电气有限公司根据电力系统输送电能的技术要求，结合多年研制生产电力自动化设备的实践经验，开发出的一
16、种新型无功补偿箱。装置为电力部门和电力用户专门设计，使之了解配电运行状况，并为其制定经济、安全运行方案和考虑设备增容等问题提供一套完整的科学依据。同时，装置能够有效提高电能质量，降低损耗，是电力部门及用户不可缺少的节能设备。该装置适用于380V低压配电网，可广泛用于户外台式变压器、室内配电站、箱式变电站以及冶金、机械、矿山、铁路、化工等企业或低压用户进行自动跟踪补偿和配电监测。装置采用智能型无功功率补偿控制器作为控制核心，该控制器已通过国家电控配电设备质量监督检验中心按国家有关技术标准进行的产品性能及质量检验，各项指标均达到要求。该控制器以单片微处理器为核心，具有外型美观、功能齐全、性能稳定、
17、结构简单、可靠性高等特点，能够根据“九区图”实现完善的无功补偿控制，并进行全面的配电数据监测、统计。2、 功能1)、装置主要功能装置主要采用单片微机技术，采集计算线路或配电设备的电流、电压、有功、无功以及功率因数等数据，应用区域控制原理，控制投切自愈式电容器，实现无功功率自动补偿与配电监测功能。2)、无功补偿功能装置能正确控制电容器的投切，使变压器低压三相基本平衡，并使电网功率因数调节至最优状态。本装置基本控制策略是采用电压/无功井字形控制，自动跟踪负荷电流、无功、有功、电压等，实时在线自动控制开关投切电容器，减少无功电流，降低网损，在使用时，电压、无功、功率因数等限值是可以整定的。3)、手动
18、和自动投切功能装置既能手动投切，又能自动投切，方便用户调试试验和操作。4)、单相、三相和综合补偿功能装置能实现三相补偿、单相补偿和综合补偿，保证补偿方式最优，效果最优。用户在订货时对电容组容量，补偿方式皆可以自由选择，即由用户指定三相投切级数和单相投切级数，并指定各级容量。3、主要特点1)、有些无功补偿装置采用廉价的交流接触器作为投切开关，开关寿命短、电流冲击大，我公司采用过零触发固态继电器或复合开关（接触器与双向可控硅并联的一种智能开关）的方式作为电容器投切开关，具有寿命长、无火花，不会产生过压、过流，不污染电源等优点，特别适合投切频繁的地方使用。2）、低压配电网三相负荷基本上都不平衡，有时
19、还很严重，如果只采用三相补偿的方式，不仅达不到很好的效果，还会使个别相出现过电压，我们采用综合补偿的方式，避免了这一缺陷，更经济、合理、有效。3）、传统无功补偿装置采用循环投切或编码投切方式，对三相共补时比较适合，但要三相分补时，这种方式就显得不足，我们采用的三相共补与三相分补方式相结合的电容投切算法要复杂得多，它采用微计算机控制，可以根据配电系统三相中每一相无功电流的大小智能的选择电容组合，依据取平补齐的原则自动选择投切电容的数量和容量。4）、装置在断电后不会丢失采集的数据，并能在来电后自动恢复工作。5）、装置实时监测电压信号，一旦发现电压回路断线，则闭锁电容器的投切功能并报警。6）、装置还
20、有相序检查功能，当线路相序接错时，也会闭锁电容器的投切功能并报警。7）、装置采样时采用频率自动跟踪的自适应方法，因此测量精度很高。8）、装置通过连接通讯接口设备后，能与远方站端设备通讯，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，真正实现配电自动化。装置支持基于485总线的远程通讯和远红外通讯，并可通过232通讯口，根据用户要求增配无线通讯或载波通讯模块。9）、装置采用的主要部件和零配件均来自本公司和国内知名企业(均经ISO9001认证)，因此质量有保障。10）、装置结构造型美观大方，安装调试简单方便，经久耐用，外观颜色和城市市容协调一致。11）、装置有系列产品，分不同容量、不同投切级数、不同通讯方式等
21、，还可根据用户要求定做，如颜色、尺寸等，可适用于各种场合。12）、装置实时自动跟踪各相负荷电流和电网电压，监视功率因数、无功功率大小，控制开关投切电容器，降低网损。总体策略是：以最大限度保证电压合格率和降低线损为原则，进行无功补偿，控制方案类似国内目前最新研究的“九区图” 控制方案。其中的电压、无功功率的限值可根据实际情况实时修改，控制策略采用电压/无功井字形控制。我公司亦可根据用户要求定制其他的控制策略。4、投切电容器的器件选择 1）、复合开关是一种将双向可控硅与接触器并联的开关形式，其配备控制电路，使开关投入时可控硅先投入，开关切除时可控硅后切除，实现无弧投切；正常运行时，由接触器承载电流
22、。2）、固态继电器是可控硅与过零触发电路封装在一起的开关模块；而可控硅模块的过零触发和保护电路是独立封装。5、整机主要技术指标 1）、额定工作电压： 380V 15%/50Hz2）、控制策略： 电压/无功井字形控制；其他定制方案3）、补偿方式： 综合补偿（优选）；单相补偿；三相补偿4）、动态响应时间: 20ms2s（取决于补偿方式）5）、过压保护： 230V290V，用户可自由设定，回差5V6）、欠压保护： 180V200V，用户可自由设定7）、过流保护： 快速熔断器8）、谐波保护： 谐波电压59）、缺相保护： 三相电压中至少一相电压低于50V10）、测量电压： 59690V 精度0.5级11
23、）、测量电流： 05A 精度0.5级12）、测量功率： 09999Kw(Kvar) 精度0.5级13）、测量功率因数： 滞后0.200超前0.200 精度0.5级14）、测量电量： 精度1.0级15）、上电延时： 38s16）、投切延时： 0999s 由用户自由设定17）、数据记录时间间隔：15分钟18）、补偿效果： 功率因数0.95以上6、产品使用条件 1）、环境温度： -40552）、相对湿度： 40时，长期可达209025时，短时可达100%3）、海拔高度： 2000m及以下4）、最大风速： 40m/s及以下5）、最大降雨： 50mm/10min及以下6）、环境条件： 非严重振动、腐蚀或有爆炸危险场所。
