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一、前言
近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求矛盾也日益突出；隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的深入，城鄉(xiāng)電網(wǎng)逐步實現(xiàn)同網(wǎng)同價；供電企業(yè)對自身經(jīng)濟利益的考慮和保證安全供應合格電能的要求，使無功補償技術在配電網(wǎng)系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。并作為一項有效的節(jié)能降損、提高電壓質(zhì)量的技術措施推廣。
配電網(wǎng)無功補償可分為二種：低壓補償和高壓補償。一般來說低壓補償適用負荷較重、供電半徑較小的場合或?qū)Ｗ兒蛷S礦等場合；高壓補償適用于高壓配電線路較長，同時線路負荷較重的場合，這種情況下，采用高壓補償?shù)慕?jīng)濟性******，管理維護也比較方便。
高壓補償又分二種：固定容量永久補償和固定容量按需自動補償。一般說來，固定容量永久補償只適用于線路負荷比較平穩(wěn)，主要用于補償線路損耗的場合，其不足之處是顯而易見。本文就固定容量按需自動補償形式的有關自動控制裝置的技術問題作簡單的分析及自動控制裝置的研制介紹。
產(chǎn)品用途及特點
ZRTBBZW柱上式高壓無功自動補償裝置（以下簡稱裝置）適用于10千伏和6千伏配電線路中，安裝在架空線路上，作為提高功率因數(shù)，減少線路損耗，節(jié)約電能，改善電壓質(zhì)量之用，也可用于小型化終端變電所10KV母線無功補償。
本裝置符合JB/T7111－1993《高壓并聯(lián)電容器裝置》、DL/T604－1996《高壓并聯(lián)電容器裝置訂貨技術條件》等標準。
本裝置可根據(jù)實際需要，參數(shù)由用戶自行設置，微電腦自行判斷，分析，實現(xiàn)高壓并聯(lián)電容器組的自動投切。同時本裝置還設有完善的保護功能，具有母線短路速斷保護，電容器極間短路短延時保護，電容器過流短延時保護及過電壓保護、欠電壓保護、缺相保護（定貨時可選）和拒動保護等功能，同時還具有抄表功能。
本裝置采用的真空接觸器完全滿足國標GB7675－87對電容器投切的要求，觸頭分合閘特性好，消弧能力強，壽命長等特點。高壓并聯(lián)電容器內(nèi)裝熔絲和放電電阻，安全可靠。戶外高壓電容器自動控制裝置抗干擾能力強，功能齊全，質(zhì)量優(yōu)良。
本裝置為一體化結(jié)構(gòu)，安裝方便，維護簡單。
二、使用條件
2.1 海拔高度：不高于2000ｍ.特殊產(chǎn)品海拔最高為4000米；
2.2 風速：不大于35ｍ/ｓ；
2.3 地震：地震烈度不超過8度；
2.4 日照：最大幅度為0.1ｗ/ｃｍ3；
2.5 周圍空氣濕度：上限＋45℃，下限－40℃；
2.6 化學條件：安裝場所無有害氣體和蒸氣，無導電性或爆炸性塵埃；
2.7 安裝傾斜度不超過5度。
選擇補償電容器容量
從提高功率因數(shù)需要確定補償容量
可以采用下面公式計算
式中Qc--所需補償容量，kvar
p--最大負荷平均有功功率
cosΦ1一補償前的功率因素
cosΦ1一補償后的功率因素
2、從降低線損需要確定補償容量，可以采用以下公式計算。
Qc=P(tg-tgΦ1-cosΦ1)
高壓戶外柱上線路無功補償成套裝置
| 序號 | 型號規(guī)格： | 組合 | 箱體尺寸 | 控制箱尺寸 |
| 1 | ZRTBBZW-10-100（G50+50）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 2 | ZRTBBZW-10-150（G50+100）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 3 | ZRTBBZW-10-200（G50+150）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 4 | ZRTBBZW-10-200（G100+100）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 5 | ZRTBBZW-10-250（G50+200）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 6 | ZRTBBZW-10-250（G100+150）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 7 | ZRTBBZW-10-300（G50+250）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 8 | ZRTBBZW-10-300（G100+200）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 9 | ZRTBBZW-10-350（G50+300）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 10 | ZRTBBZW-10-400（G100+300）kVar | 一組固定一組自動 | 900*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 11 | ZRTBBZW-10-500（G100+400）kVar | 一組固定一組自動 | 1100*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 12 | ZRTBBZW-10-600（G100+500）kVar | 一組固定一組自動 | 1100*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 13 | ZRTBBZW-10-700（G100+600）kVar | 一組固定一組自動 | 1100*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 14 | ZRTBBZW-10-800（G100+700）kVar | 一組固定一組自動 | 1400*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 15 | ZRTBBZW-10-150（G50+50+50）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 16 | ZRTBBZW-10-200（G50+50+100）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 17 | ZRTBBZW-10-250（G50+100+100）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 18 | ZRTBBZW-10-300（G50+100+150）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 19 | ZRTBBZW-10-350（G50+100+200）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 20 | ZRTBBZW-10-400（G50+100+250）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 21 | ZRTBBZW-10-450（G50+150+250）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 22 | ZRTBBZW-10-500（G100+150+250）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 23 | ZRTBBZW-10-600（G100+200+300）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 24 | ZRTBBZW-10-700（G100+300+300）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
| 25 | ZRTBBZW-10-800（G100+300+400）kVar | 一組固定二組自動 | 1250*1250*900mm | 300*400*250mm |
1 引用標準
GB3983.2-89 高電壓并聯(lián)電容器
GB/T11024.1-2001 標稱電壓1kV以上交流電力系統(tǒng)用并聯(lián)電容器
GB50227-95 并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范
JB/T7111-93 高壓并聯(lián)電容器裝置
GB11032-2000 交流無間隙金屬氧化物避雷器
GB10229-88 電抗器
JB5346-98 串聯(lián)電抗器
GB50060-92 3-10KV高電壓配電裝置設計規(guī)范
DL/T604-96 高壓并聯(lián)電容器裝置訂貨技術條件
DL/T653 高電壓并聯(lián)電容器用放電線圈訂貨技術條件
GB191 包裝儲運圖標標志
GB311.1-97 高壓輸變電設備的絕緣配合
GB/T5582 高壓電力設備外絕緣污穢等級
IEC60871 額定電壓1kV以上交流電力系統(tǒng)用并聯(lián)電容器
GB4109 高壓套管技術條件
IEC60137-84 交流電壓1kV以上的套管
2 使用環(huán)境條件
使用環(huán)境：戶內(nèi)
海拔高度：不超過1500m
最高溫度：40℃
最低溫度：-5℃
地震烈度：6度
濕度：不超過85％
3 電容器裝置配置接線圖
并聯(lián)電容器裝置按以下圖示接線方式配置，詳細按圖紙實施；
4 設備規(guī)范
4.1 設備名稱：并聯(lián)電容器補償裝置
4.2 產(chǎn)品型號：ZRTBBZW10（一套一組固定二組自動調(diào)節(jié)）
4.3 額定容量：600kvar、
4.4 額定電壓：10kV
4.5 額定頻率：50HZ
4.6 設備數(shù)量：一套
5 并聯(lián)電容器
1.單元型號 BAM11Rr-200-3W
2.額定容量 200kvar
2. 3.額定電壓 11kV
4.額定電流 10.5A
5.額定電容 μF
6.額定頻率 50Hz
7.電容偏差 -5～+10%
8.溫度類別 -25/+45（-25/B）℃
9.絕緣水平（工頻/雷電） 42/75kV 電容器端額定電壓為工頻2.15倍；
10.損耗角正切值（tanδ） ≤ 0.03%
11.穩(wěn)態(tài)過電流 1.43In
12.耐爆能量 ≥15Kj
13.設備臺數(shù)： 一套3臺
7.2 數(shù)量：3只
8.3 氧化鋅避雷器的各種性能及試驗要求符合《交流無間隙金屬氧化物避雷器》。
過電壓保護器TBP-10KV；
9 真空開關
9.1 主要技術要求
1）型號：ZRJCZ5-12
2）額定電壓：10kV
3）額定電流：630A
4）額定短時耐受電流：12.5kA (4S)
5）額定峰值耐受電流（峰值）：20kA
9.2 數(shù)量：1臺
四、技術參數(shù)
額定電壓：10KV
工作電壓：220V±10%
控制方式：電壓、時間、時間和電壓、功率因數(shù)、電壓和無功。
◆、產(chǎn)品技術參數(shù)
|
序號 |
|
單位 |
參數(shù) |
|
1 |
10 |
KV |
10 |
|
2 |
最高電壓 |
KV |
12 |
|
3 |
額定投切電容組電流 |
A |
50 |
|
4 |
額定投切電容組容量 |
Kvar |
600 |
|
5 |
額定關合短路電流（峰值） |
KA |
5 |
|
6 |
額定穩(wěn)定電流（峰值） |
KA |
5 |
|
7 |
額定４Ｓ熱穩(wěn)定電流 |
KA |
2 |
|
8 |
工頻耐壓（1min） |
KV |
42(干)32(濕) |
|
9 |
雷電沖擊耐壓 |
KV |
75 |
|
10 |
機械穩(wěn)定性次數(shù) |
次 |
10000 |
|
11 |
觸頭開柜 |
mm |
5±0.5 |
|
12 |
觸頭超程 |
mm |
1.5±0.5 |
|
13 |
平均分閘速度 |
m/s |
1.1±0.2 |
|
14 |
平均和閘速度 |
m/s |
0.6±0.2 |
|
15 |
三相分閘不同期 |
m/s |
≤2 |
|
16 |
每相回路直流電阻 |
μΩ |
≤200 |
|
17 |
自動投切范圍 |
KV |
±12% |
五、結(jié)構(gòu)和工作原理
5.1 本裝置由跌落式熔斷器、專用過壓保護器、電壓互感器型電源變壓器、電容器投切專用高壓真空接觸器、取樣電流互感器、全膜高壓并聯(lián)電容器，電容器專用保護短路及過電流，及時可靠的切除該故障電容器組，該產(chǎn)品與其它公司電容補償裝置的優(yōu)點之處），戶外高壓電容器自動控制裝置及箱體等組成。
5.2 一次接線圖見附件主要元氣件說明書。
5.3 工作原理
5.3.1 合上跌落式熔斷器，固定組電容器開始運行,裝置高壓電源接通，合上控制回路小型斷路器二次回路～220V電源接通、戶外高壓電容器自動控制裝置（以下簡稱自控器）開始工作，當線路的功率因數(shù)，處于預先設定的投切范圍時，控制器接通高壓真空接觸器操作電源，接觸器吸合，將電容器組投入線路運行。當線路的電壓或功率因數(shù)運行時間處于切除范圍時，自控器切除，真空接觸器跳閘，將電容組退出運行。從而實現(xiàn)了電容器的自動投切。達到提高功率因數(shù)，降低線損，節(jié)約電能，改善電壓質(zhì)量的目的。
5.3.2 當線路電壓高于過電壓保護整定（1.1～1.3UN）時，自控器延時30S將真空接觸器跳閘，電容器退出運行（如果在30S時間內(nèi)，線路電壓恢復正常，接觸器不跳閘）。接觸器跳閘后，當線路電壓恢復正常時，自控器將延時10分鐘使接觸器重新合閘，電容器投入運行。
5.3.3 當線路電壓降到0.6UN以下時，延時0.2～0.5S、失壓時延時0.2～0.5S接觸器跳閘。當線路電壓恢復正常時，自控器延時10分鐘將接觸器合閘。
5.3.4 當電容器組電流超過過電流保護整定（1.4～1.5IN）時，自控器延時5S使接觸器跳閘。當電容器相間擊穿時，接觸器延時0.2～0.5S跳閘，同時自控器自行閉鎖。
5.3.5 當裝置出現(xiàn)相間短路時，由跌落式熔斷器快速切除故障相，同時接觸器延時0.2～0.5S跳閘，并不再投入。
5.4 主要電器設備
5.4.1 電容器組
本裝置選用BFM全膜高壓并聯(lián)電容器，電容器內(nèi)裝有放電電阻，內(nèi)制電容器保護專用熔斷器可切除故障元件，延長電容器的使用壽命。
注意：電容器退出運行10分鐘后電容器電荷通過放電電阻泄放至50V以下，此時仍不能用手觸摸電容器的電極，而應該用帶絕緣手柄的金屬棒短接電容器兩電極后再將其端子接地方可觸及。詳見電容器使用說明書。
5.4.2 戶內(nèi)交流高壓真空接觸器
交流高壓真空接觸器是新一代電容器投切設備，其技術指標滿足國標GB7675－87《交流高壓真空接觸器的開合電容器組試驗》要求，且壽命長，在額定電流下可達20萬次。這對于用于無功補償時的頻繁投切，是很重要的。詳見真空接觸器使用說明書。
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