压控调容式高压无功自动补偿装置辩析

合肥华威自动化有限公司技术交流资料（二）第5页共15页HWVKC压控调容式高压无功自动补偿装合肥华威自动化有限公司20119、变电站中常用的高压无功补偿装置二、压控调容装置简述4三、压控调容装置特点5四、装置构成系统框图6五、装置的适用范围7六、压控调容开关的外形示意图及参考尺寸8七、压控调容装置的电气原理图10八、压控调容装置的安装示意图11九、压控调容装置的型号说明14十、两种高压无功补偿方式的比较表14十一、HWVKC控调容补偿装置运行照片15电力系统电压无功管理，是保证电压质量及经济运行的重要手段。加强电力系统无功电压管理可以稳定系统电压，提高功率因数，降低线损，在不增加电源建设的前提下增加供电能力。目前电力系统对电压无功管理非常重视，国家在近几年中，相继颁布了多个无功补偿类的新标准，同时废止相应的老标准。在国家的新标准中，进一步强调了“并联电容器装置宜采用自动投切方式”和“保护装置”。一、变电站中常用的高压无功补偿装置1 .固定式补偿装置工作方式：电容器容量固定，一次性投入或切除，可通过断开外熔丝的方法改变电容器的容量。优点：成本低廉，运行简单缺点：总容量不可过大，否则系统轻载时会过补偿；投切操作或增减熔丝调容时需人工操作。2 .分组投切自动补偿装置工作方式：电容器总容量分为26组，通过无功控制器自动分组投切。优点：跟踪系统无功变化，自动调整电容器投入容量，无功补偿及时准确，电网电压和功率因数稳定度缺点：电容器投入时有涌流、切除时有过压，调容需通过真空开关的通断来实现，动作频次高时影响开关寿命。3 .压控调容自动补偿装置工作方式：根据Q=6CU2的原理，将电容器总容量固定式接入，串联专用的9档有载电压调压器，通过控制器监测到的系统无功需量，自动调节有载电压调压器的档位，改变电容器的端电压，从而改变了电容器实际输入电网的容性功率，达到无功自动补偿的目的。优点：在跟踪系统无功变化、自动调整电容器投入容量的同时，保证了电容器永远在线，将电容器投切过程的涌流和过压程度降至最低；另外，有载分接开关比真空开关工作稳定，故障率低。缺点：有载电压调压器为油变式结构，体积较大，需执行油变的安装、保护和试验要求。二、压控调容装置简述变电站压控调容式无功自动补偿装置，解决了电容器投切中的过压、涌流等技术问题，实现了系统无功无冲击的适时调节。该装置自动化程度高、运行稳定免维护、无功跟踪及时、无功调节细腻、有效降低了电网的无功损耗，在供电设备不增容的情况下，增加了供电能力，提高了电能质量。HWVKC压控调容式无功自动补偿装置，采用电容器固定接入，通过HWGKV控制器，计算系统实时无功需量，自动及时升降调容开关的档位，进而改变电容器组的端电压，实现电容器组实际输出的补偿容量与系统无功需量相吻合，使系统的功率因数稳定在目标值以上。根据Q=8CU2的原理，电容器总容量不变，若电容器的端电压从100%Un降到50%Un,则电容器的实际输出容量，就会从100%QCn降到25%QCn。CNCN即：将电容器的端电压，在100%Un50%Un的范围内分9级进行自动调节合肥华威自动化有限公司技术交流资料(二)则：电容器的输出容量，就会从100%Qcn25%Qcn的范围内对系统进行9级自动补偿自动调容开关(调压器)在某一时段的具体档位，由控制器根据系统无功的实际需量自动确定。例：某110总降站，主变容量50000kVA,110/10kV，在10kV母线上安装7500kvar电容器，采用压控调容方式进行无功9级自动补偿。选用补偿装置型号为：HWVKC107500/9各级补偿容量如下：调容开关档位电容器端电压(kV)电容器输出容量(kvar)补偿容量梯度(kvar)1107500029.375659290838.750574285048.125495179157.500421973266.875354567476.250293061585.6252373557951875498由上表可见：7500kvar的固定电容器装置，接入一台调容开关后，变成了9级自动补偿装置，其调容精度最大约为900kvar,最小约为500kvar,调容精度较高，完全能够满足系统负荷波动的无功补偿需要。三、压控调容装置特点(1)可以根据系统电压无功参数，按照九区图及模糊控制原理，在母线电压合格的范围内，确保功率因数稳定在给定范围内，使功率因数最佳，线损最小。(2)装置电容器固定接入，通过改变电容器的端电压，分9级调节电容器的无功输出，容量调节细腻平滑，有效提高了系统功率因数和系统电压的稳定度。采用0.5Un低电压合闸方式投入电容器，大幅降低了合闸涌流对系统和电容器本身的冲击。(4)解决了电容器投切时产生的涌流、过电压、对系统的无功冲击、真空开关拉弧老化等问题。解决了电容器运行中因投切引起的充放电问题，调容可随系统无功变化随时进行，跟踪及时。(6)可利用变电站原有固定补偿电容器，加装电压调节器后，即可实现自动补偿功能。常规电容器容量调节范围为为(10025)%mQn,若需要增大调节范围，可特殊订货。四、装置构成系统框图系统母线(635kV)压控调容开关：通过压控调容开关将电容器和母线连接起来，由控制器确定压控调容开关的具体档位，以改变电容器的端电压，进而改变电容器的实际输出容量，满足系统动态的无功补偿要求。(2)压控调容控制器：第7页共15页合肥华威自动化有限公司技术交流资料（二）根据电网实时输入的电流、电压采样信号，进行运算、分析并发出动作指令，控制压控调容开关档位的升降，使压控调容开关输出的电压和电容器输出的实际无功容量，满足系统无功波动的补偿要求，并具有相应的设置、显示、状态信号、保护闭锁、远方通讯等功能。五、装置的适用范围应用场所：35220kV变电站补偿位置：在635kV母线上进行无功自动补偿常规容量范围：6kV:1000,1500,2000,3000,4000kvar10kV:1000,1500,2000,3000,4000,5000,6000,7500kvar35kV:5000,6000,7500,10000,20000,24000kvar安装方式：以户外为宜，根据现场环境，亦可进行户内安装。第13页共15页六、压控调容开关的外形示意图及参考尺寸艇容量（Kvar）L(mn)LIUi)L2(m)L3(riu)B际）BlOn)H(m)HI(rm)H2M1000200041085020011502001700950257150021004109002001150200170095025720002300410950250120025017501000257300026005351000250130025022Q0130025740002650535P050250130025022501350257500027Q053511002501300250225。135025760002800535115025013002502300135025775002900535120025014M2502300140025710000300065013003001500300240015003301500033006501500350165035025001600330200003600650170035018003502600170033024000400065019003501800350260。1800330七、压控调容装置的电气原理图10kV母线电容器馈电开关相QF（用片自备）书制中控VKWFV专用避雷器C器C容电匚匚TV专用放电线圈开口三角保护信号压控调容式无功自动补偿装号信样采时实一次系统图八、压控调容装置的安装示意图1、户外结构1 .GW4外隔离开关2 .电压调节招WVKC10.5-1000/93 .避雷器4 .放电线圈5 .集合式并联电容器利用原有）6 .干式空芯串联电抗器7 .防护栏合肥华威自动化有限公司技术交流资料(二)2、尸内结构1)3000kvar及以下容量的压控调容装置，采用户内组柜式结构进线柜电容器柜.EJBSB旨Bi.BS.SSS国匡一昌HH1S120020001200445018001850调容开关柜第14页共15页正视图侧视图3000kvar及以下容量压控调容装置的外形尺寸和重量表装置容量(kvar)调容开关总重(kg)调谷升天油重(kg)调容开关外形尺寸(VWDXH)20012323781630X755X134580015674361650X880X1545100016854851650X880X1580200024006251660X958X1690250024306351660X958X1720300024536511680X958X1860合肥华威自动化有限公司技术交流资料（二）2）3000kvar以上容量的压控调容装置，采用户内分室安装式结构第18页共15页电缆固定支麴缆调容开凝接母书L2500kvar5000kvarillllr电容柜电容柜中间隔隔内串墙套碧抗柜用户自备油池100000004九、压控调容装置的型号说明十、两种高压无功补偿方式的比较表序号比较项目补偿方式分组投切压控调容性能比较1适用电压（kV）6、106、10、35压控型优2补偿级数269压控型优3投入时电容器端电压Un0.5Un压控型优4投入时电容器涌流20%Icn5%Icn压控型优5电容调节梯度由分组容量确定25%100%Qc/9档压控型优6调容方式真空开关投切宿载开关调档压控型优7运行安全性低（开关有电弧、需维护）高（开关无电弧、免维护）压控型优8运行冲击性电容器频繁通断电电容器永远在线不断电压控型优9电容器使用寿命短（涌流冲击频次高）长（几乎无涌流冲击）压控型优HWVKC压控调容补偿装置运行照片*