10kV无功自动补偿装置.doc

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1、SUNNY桑尼电力电子 SU5000系列10kV无功自动补偿装置说明书SUNNY桑尼电力电子SU5000系列10kV无功自动补偿装置说明书国家重点新产品通过ISO9001质量体系认证 通过国家无功补偿成套装置的检验临沂市桑尼电力电子有限公司目录一、 概述111 用途112 产品型号说明313 使用环境314 装置构成3二、 主要技术参数421 专用高压真空开关技术参数422 机构特性参数523 储能驱动电机、分闸电磁铁特性及规格5三、 无功自动补偿系统原理及结构631 补偿与调压原理632 有载调压原理733 开关机构的构成及原理7四、 电抗器与放电线圈741 电抗器742 放电线圈8五、电器

2、箱控制箱端子接线图851 模拟量输入852 升降压控制输出953 谐波控制输出954 开关量输入955 主变调压档位输入956 通信口输入9六、 安装调试10七、 常见故障及处理方法12八、 附图一、概述11用途SU5000系列无功补偿综合自动控制装置，适用于10KV、35KV变电站10KV（6KV）母线的无功自动跟踪补偿和两台主变的有载调压，通过对变压器有载调压分接头的自动调节和对10KV（6KV）母线上的电容器组的自动跟踪投切来实现对变电站电压和无功的综合控制。本装置具有下述功能： 可用于各种不同的变电站运行模式： 一变一段运行、一变两段运行、两变一段运行、两变两段运行、两变并列运行、两变

3、分列运行、无主变运行。 控制方式以主变高压侧和低压侧的电压信号和电流信号作为变压器有载调压和无功补偿的模拟输入信号，并计算无功需求量、功率因数、有功功率、谐波含量，通过母联开关辅助接点作为识别各种运行方式的依据。可实现主变有载调压，控制电压在设定的电压范围内，分组跟踪投切电容充分利用电容器的补偿作用，将功率因数控制在设定的范围内。 网络通信功通可以通过RS-485、RS232或RS-422串口通过标准部颁CDT通信规约和RTU实现通信，使用该功能可以将本装置运行状态、实时测量的数据、实时事件及开关变位等信息送到上级调度系统，实现了遥测、遥信、遥控、遥调“四遥”功能，还可以远方改变定值改变控制器

4、工作模式。 显示功能可分别显示两台主变的高压侧电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率和低压侧电压、电流。显示控制器工作模式、主变运行模式主变分接头开关档位、电容器运行状态和可投入运行的电容器组。显示调压和投切动作提示。显示各高压断路器的通断状态。显示日期、时间。 谐波测量功能具备谐波测量功能，可计算并显示1、2段的低压侧相电流的3、5、7、9、11次谐波含量。可控制滤波器投切，也能把谐波传送到其他后台，为不同的后台提供原始数据，并可将数据上传至谐波分析主站系统，为谐波分析和治理做准备。 完善的保护和故障诊断功能具有RAM、EEPROM自检功能，当自检出现故障时，闭锁所有控制器出口并报警，不会

5、有误动作输出。当出现电网电压过高（120V）或过低（80V）及检测到任何一相电压非常低（10V）时，自动切除电容后闭锁所有出口并报警，故障消失后自动恢复工作。具有动作延迟和动作间隔时间（可整定）有效控制机构的动作次数。各电容器组拒投和拒切或故障跳闸时，闭锁该电容器控制出口并报警。各主变出现拒升压和拒降压或有载调压机构出现连调时，闭锁自动调丈夫功能并报警进入单独补偿工作模式。调压过程中，母线若出现低电压时能发出急停命令，闭锁所有出口并报警。变压器本体或变压器有载调压分接开关轻瓦斯动作时闭锁自动调压功能并报警。电容总柜开关断开时能立即切掉所有电容且闭锁补偿动作。 事故报警优先循环显示功能系统有报警

6、时优先循环显示报警信息，便于用户第一时间了解运行情况。可实时显示38个报警信息：一段、二段接地保护、过压保护、低压保护、调压机构拒动、调压机构连调、补偿机构保护、补偿机构拒动、本体轻瓦斯、调压瓦斯、过载闭锁、RAM自检错、EPR自检错报警。 运行记录和事故追忆功能可记录50条报警事故、两台主变的升降压及各个电容投切动作的日期和时间。 统计功能统诗各主变升、降压动作次数，各电容器组的投、切次数。动作次数可手工清除。SUK5010型控制器可实现对电容器组自动循环投切，保证各电容组均时使用，并且同一电容器组在小于放电时间内不再次投入。当某组出现故障时可自动切除且闭锁投，不影响其它电容组的正常投切。S

7、UK5020型控制器可根据实际无功需求量选择最佳电容器组合。本装置采用分体模块式专用高压真空开关，SUK5010型控制器可控制10组或10组内任意组等容量电容组，并且2段的电容组数可以分别设定值，每个主变最大的电容组数为5。SUK5020型控制器可以控制6组不等容量的电容组，每段3组，且每个电容组的容量可以分别设定定值。 工作方式通过手自动和远自动选择开关，调压和补偿各有三种工作方式可选择：手动、自动、和远动。 本装置每组电容均设有微机保护，对电容器可实现：二段过流及零序电压保护功能，以取代传统的熔管保护。12产品型号名称SUW（N）50W户外、N户内公司代号设计序号额定电压单组额定容量（Kv

8、ar）电容组组数1 3使用环境 环境温度：-2555 贮存温度：-3585，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作。 相对湿度：不超过85% 大气压力：80110Kpa 使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及有严重的霉菌存在。 使用地点应具有防御雨、雪、风、沙的设施。1 4装置构成本成套装置包括：专用高压真空开关、避雷器、放电用高压PT、串联电抗器、高压电容器、控制器、电容组微机保护单元、柜体及辅助连线，并提供RS485通讯接口。序号项目名称型号数量备注1主控制柜专用高压真空开关ZN12630

9、/122*5（2*3）10路以下任选（6）路以下任选2放电PTJDZ1030（18）3避雷器HY5WR17/453按用户要求选配4补偿控制器SUK5010（SUK5020）15电容组微机保护单元SUB2040（SUB2030）4（2）6控制柜壳体12001200250017电容电抗柜电抗器CKDG系列30（18）按用户要求配置8CKSC系列10（6）9高压电容器10电容电抗柜体12001200250011辅助连线10kV专用连接电缆16mm2、50mm2100（60）m二、主要技数参数21专用高压真空开关技术参数 表11额定电压（kV）122单路额定电流(A)6303额定短路开断电流(kA)1

10、2.54额定峰值耐受电流(kA)505额定短时耐受电流(kA)20/4S6额定短路关合电流(kA)峰值507额定单个电容器组开断电流(A)6308额定背对背电容器组开断电流(A)4009额定短路电流开断次数（次）3010操作顺序1-5循环投切、先投先切11额定雷电冲击耐受电压（kV）75121min工频耐受电压（kV）4213机械寿命（次）5000014额定电流开断次数（次）5000022机械特性参数 表2序号项目参数1触头行程(mm)712触头超行程(mm)23平均合闸速度(m/s)0.80.24平均分闸速度(m/s)1.00.25合闸时间(s)72秒6分闸时间(s)0050.027触头弹跳

11、时间(ms)28触头分合不同期(ms)29相间及带电部分对地空气间隙(mm)12510各相回路电阻()1202 3储能驱动电机，分闸电磁铁特性及规格储能电机DC24V 60W最高操作电压120%Ue最低操作电压65%Ue分闸电磁铁电压等级DC220V最高操作电压120%UH最低操作电压65%UH电阻值88三、无功自动补偿系统原理及结构3 1补偿与调压原理 无功自动补偿和调压是根据各变电站实际运行状况而确定的。目前大部分负荷为感性负载，故采用补偿电容的方式来补偿感性负载引起的电压与电流的相位差，以降低损耗提高电能质量。 取变电站高压侧和低压侧电压电流信号作为变压器有载调压和无功补偿的模拟输入信号

12、，并计算无功需求量、功率因数、有功功率。通过各主变开关辅助接点和母联开关的辅助接点，作为识别各种运行方式的依据，通过控制器的逻辑判断、程序运算来确定电压的调整和电容组的投切，确保电压和功率因数在设定范围内，实现就地无功平衡和母线电压稳定。 调压和投切无功电容理论依据九域图（分析九种运行状态）U上限345QU上限U下限U下限U12807U6电压、无功、调节边界图（九域图）虚线为投入电容引起的电压变化曲线九域图控制法原理：调节有载调压变压器分接头及投切电容器，使系统尽量运行于区域0。各区域的控制规则如下：区域0：电压与无功均合格，为稳定工作区，不调节。区域1：无功越上限，电压越下限，先投电容器组，

13、当电容器组全部投入后，母线电压仍低于电压下限时，发升压指令。区域2：无功越上限，电压合格，发投电容器组指令。电容器投完仍在该区，则维持。区域3：电压越上限，发降压指令，当有载开关处于下限位置时，发强行切电容器组指令。区域4：母线电压越上限，无功稳定，发降压指令，当有载开关处于下限位置时，发强行切电容器组指令。区域5：母线电压赵上限，无功越下限，首先发切电容器组指令，当电容器组切完后，母线电压仍高于上限，发降压指令。区域6： 无功越下限，发切电容器组指令。若电容器组切完后，仍在该区则维持。区域7：母线电压越下限，无功越上限，发升压指令，当有载开关处于上限位置时，发强行投电容器组指令。区域8：电压

14、越下限，无功稳定，发升压指令，当有载开关处于上限位置时，发强行投电容器组指令。32 有载调压原理控制器根据母线电压和功率因数状况来决定升、降压指令。当发出升、降压指令时，由主变有载调压装置操作机构来完成。33 开关机构的构成及原理自动投切装置开关部分，由真空灭弧室和操作机构组成，上部为真空灭弧室，下部为操作机构，整套安装在一个柜体内。操作机构由驱动电机、合闸弹簧、分闸弹簧、减震装置、限位装置、缓冲装置等组成。当控制器发出投入电容指令时，驱动电机转动，进行弹簧储能，旋转大于90时，弹簧释放能量，使该组机构合闸。当控制器发出切电容指令时，分闸线圈通电使开关动作分闸。四、电抗器与放电线圈4 1电抗器

15、电容器在投入的瞬间，会产生涌流，其频率约为250-4000HZ，同时伴随产生过电压。单独一组电容器的合闸涌流约为额定电流的5-15倍，大小取决于系统电源的阻抗。逐级投入电容器组时，会产生追加合闸涌流，约为电容器额定电流的25倍-250倍，大小主要取决于已投入电容器组与追加投入电容器组间的阻抗。过大的电流将产生很大的机械应力，这时电容器、断路器和电网上的其它设备可能造成损坏，特别是影响断路器的使用寿命。限制合闸涌流的方法主要是安装串联电抗器。串联电抗率为0.12%的电抗器，对电容器组产生的涌流有很好的抑制作用，能限制在电容器组额定电流的10倍以下。本成套装置可根据客户具体使用条件，选用不同电抗率

16、的电抗器，能够最大限度的满足客户的经济技术要求。42放电线圈电容器切除后，两极处于储能状态，具有一定的储存电能和电压，电压初始值为电容所并线路的交流电压峰值。所带电荷反应在电容器两端为直流电，极性不定，若在这种情况下再次合闸，会产生很大的冲击合闸涌流和很高的过电压，对设备和人身有很大的危害。因此在电容组切除后要尽快将电容充分放电，方法是在电容器组上并联放电线圈。由于切除后的电容器所带电为直流电，并联一般电压互感器或变压器的一次线圈，都可以快速将电容器所带电能放掉。本无功自动补偿装置，采用标准的电压互感器作为放电线圈，1200KVAR电容3秒内就将电容两端电压下降至50V以下。五、电器控制箱端子

17、接线说明5 1模拟量输入 B01、B02接入1号主变母线高压侧B、C线电压，B03、B04接入2号主变母线高压侧B、C线电压。注：1、2号主变高压侧BC线电压的量程为0-130V。 B05、B06、B07分别接入1号主变母线低压侧A、B、C三相电压，B09、B10、B11分别接入2号主变母线低压侧A、B、C三相电压，B08、B12分别是1号、2号主变母线低压侧电压中线输入端。注：1、2号主变低压侧A、B、C三相相电压的量程为0-80V。 B13、B14分别是1号主变高压侧电流进出端，B17、B18分别是2号主变高压侧电流进出端，接入1号、2号主变高压侧A相电流。注：1、2号主变高压侧A相电流的

18、量程为0-5A。 B15、B16分别是1号主变低压侧电流进出端，B19、B20分别是2号主变低压侧电流进出端，接入1号、2号主变低压侧A相电流。注：1、2号主变低压侧A相电流的量程为0-10A。52升降控制输出 T22、T23、T24分别是1号主变升压、降压、调压急停控制输出，T21为公共端。 T25、T26、T27分别是2号主变升压、降压、调压急停控制输出，T30为公共端。53谐波控制输出 C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39分别是谐波控制输出端，C40谐波控制输出公共端。54开关量输入D28、D29、D30、D33、D34分别输入母联开关、1号主变开关、1

19、段电容器开关、2号主变开关、2段电容器开关辅助开关常闭接点的一端，常闭接点的另一端接+220V。 D31、D32、D35、D36分别输入1号主变轻瓦斯、1号主变调压轻瓦斯、2号主变轻瓦斯、2号主变调压轻瓦斯常开接点的一端，常开接点的另一端接入DC220V正极。D40为开入公共端接入DC220V负极。55主变调压档位输入 E01E19分别是1号主变对应输入方式时的19个调压档位，当输入为DC220V正极时有效，E20是1号变压器调压档位公共端，接入DC220V负极。 E21E39分别是2号主变对应输入方式时的19个调压档位，当输入为DC220V正极时有效，E40是2号变压器调压档位公共端，接入D

20、C220V负极。 当采用BCD码输入方式时：E01E5代表1号变压器调压档位的BCD码，分别接BCD的BCD1、BCD2、BCD4、BCD8、BCD10；E21E25代表2号变压器调压档位的BCD码，分别接BCD的BCD1、BCD2、BCD4、BCD8、BCD10。56通信口输入通信口为9针插针其中6针：485总线A（用422方式时为422总线A）7针：485总线B（用422方式时为422总线B）8针：422总线Y9针：422总线Z2针：控制器232通信的发送端TXD（接通信设备的接收端RXD）3针：控制器232通信的发送端RXD（接通信设备的接收端TXD）5针：控制器232通信的发送端GND

21、（接通信设备的232通信信号地）485通信时用6、7针，422通信时用6、7、8、9针，232通信时用2、3、5针。当选用相应的通信方式时，需要把主板上的拨码开关做如下调整：通信方式主板上拨码开关各位的位置元器件调整12345678485通信OFFOFFONONONONOFFOFF仅把U2：MAX485插入422通信ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFF仅把U2、U3：MAX485插入232通信OFFOFFOFFOFFOFFOFFONON仅把U1：MAX202插入注：出厂已设置为485通信方式注：当电容组少于10组时，其相关端子悬空不接。六、安装调试6 1安装 安装使用前，用户应将断路器

22、的绝缘骨架、绝缘板、穿墙套管等表面清理干净。使用交要检查真空管完好无损，机械部分转动灵活，PT和电容接地线接地良好。 将10KV自动补偿柜和电容电抗柜并排安装。用专用电容联接线将电压互感器和电容器联接起来。 柜子接地良好。按照附图5接好高压一次进线，需稳固可靠。 按照附图3接好二次进线。62调试： 将前面板的手动-自动控制按钮处于中间停止状态。 打开前中间面板，合上空气开关，使控制器与机构加载220V交（直）流电源，控制器指示灯应处于正常运行状态（电源指示灯亮，运行指示灯闪烁） 按照控制器使用说明设定好各项定值，然后送入PT、CT及开关状态信号观察液晶显示是否将手动-自动按钮打在自动位置，接通

23、电容出线柜，送高压。63维护 每年季节性试验时，应将开关柜、电容柜灰尘清理干净，机械部分涂润滑油一次。 专用高压真空开关每运行五年或操作5000次后均应进行一次维护和检查。检查包括紧固件、清洁绝缘表面、真空管的真空度、机械特性检查、转动机械长度彻底更换润滑剂，并进行工频耐压试验和测试绝缘电阻。 真空管运行15年或者达到额定电流开断次数，陶瓷壳变黑，绝缘性能下降；用兆欧表测试（1500V兆欧表）低于20兆欧，应考虑更换真空管。 工作环境差，特别有导电尘埃，空气湿度大，会严重降低开关和真空管的使用寿命。注意事项： 接入220V交流电源要严格区分火线及零线或接入220V直流电源要严格区分正负极，并按

24、图示接好。 接入的PT电压信号A、B、C一定要准确无误，否则控制器将不能正常运行。 带电请勿拔插接插件。敬告：1、每组电容器容量超过300KVAR时，必须安装限制涌流电抗器，否则分影响真空断路器和电容的使用寿命。2、本无功自动补偿装置外壳要良好接地，否则影响控制器采样精度和通讯性能。七、常见故障及处理方法故障现象原因分析处理方法电容不能自动投1、 自动-手动按钮未处于自动位置。2、 实际功率因数高于功率因数定值下限。3、 实际无功需求量小于无功需求定值。4、 电容柜开关处于分位。5、 定值设定不正确。1、 将按钮打在自动位置2、 正常3、 正常4、 合上电容柜开关5、 重新设定值不能自动切电容1、 自动-手动按钮未处于自动位置。2、 实际功率因数低于功率因数定值上限。3、 定值设定不正确。1、 将按钮打在自动位置2、 正常3、 重新设定值功率因数显示为负值A、B、C相位不准确主变A1与A1接反1、 重新校验。2、 调换A1与A1位置。- 13 -