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1、 柱上智能型电压无功综合控制装置 绍兴裕能电气有限公司一产品概述我国农村地区的10KV配电线路中普遍存在配电变压器分布散、安装点多，线路长等多种情况，受昼夜负荷、季节负荷变化、供电半径、负荷分布等因素的影响，经常会引起线路电压有较大的变化，严重影响线路供电质量和供电可靠性。而单纯的电容器补偿主要是提高线路的功率因数，调压效果很有限，仅仅依靠电容器补偿不能解决由于线路长、线径细、电阻引起的电压降低问题。而柱上智能型电压无功综合控制装置在调整线路电压同时还可以进行无功补偿提高线路的功率因数，从根本上提高了线路的电压质量，有效改善电网的供电质量，降低线损，提高电网的供电可靠性和经济效益。二使用环境条
2、件1海拔高度：不高于2000米。2. 使用环境温度：-40+45C。3. 安装场所无有害气体，无导电性或爆炸性尘粒。4. 地震烈度不大于8度。5. 杆上安装时倾斜度不超过5度。三产品主要特点1. 配电线路的电压、无功综合智能调控，在调整线路电压同时还可以进行无功补偿；从根本上提高了线路的电压质量，有效改善电网的供电质量，降低线损，提高电网的供电可靠性和经济效益。2.自动跟踪输入电压变化，稳定输出电压，电压调整精度高。3.无功补偿动补和静补相结合，容量分级可调，补偿更细，最多可分成三级（一静两动）；对谐波超标的线路可在无功补偿中串接电抗器来抑制谐波。4.控制器抗干扰能力强，可靠性好；具有标准的R
3、S485通信接口，可以实现GPRS远程监控和无线监控，具有运行统计记录。调压器和补偿装置保护完善准确可靠。5.整个装置损耗小，结构紧凑，安装维护方便。还可以按用户需要把调压器和无功补偿分开来单独安装使用。四主要性能指标1. 10kV 馈线线路自动调压器（SVR）(1)额定电压：10KV(2) 额定容量：2000KVA(3) 型式：油浸式(4) 相数：三相（5）接线组别：Ya0（6）有载开关：S型（7）总档位数：7档或9档（8）调压范围：3.33%、 2.5% (可按用户需要指定)2. 10KV多级式无功自动补偿器（GWBJ） (1) 额定电压：10KV （2）额定容量：501000Kvar，级
4、差50 （3）真空接触器电气寿命：300000次 (4) 防护等级：IP4X；外壳采用不锈钢 (5) 测量精度：0.5级五装置结构及工作原理柱上智能型电压无功综合控制装置由两大块组成：10kV馈线线路自动调压器（SVR）+10KV多级式无功自动补偿器（GWBJ）1. 10kV馈线线路自动调压器1.110KV馈线线路自动调压器结构及型号 馈线线路自动调压器主要有自耦变压器、有载分接开关、智能控制器三部分构成。调压原理是智能控制器对信号进行采集、分析、判断、处理、然后发出信号,驱动有载分接开关调节自耦变压器变比来实现自动有载调压。 调压器外形图 基本思路就是在线路适当位置处装设自动有载调压的自耦变
5、，在20%的范围内对输入电压进行自动调节来保证该区电压的稳定，解决低电压的问题。自动调压器的调压原理和容量设计如下。 调压器调压原理图1.1.1自耦式变压器整个线圈分为三部分：串励线圈、并励线圈，控制线圈。其中，串励线圈是一个有多个抽头的绕组，这些抽头通过有载分接开关的不同接点串联在输入输出之间，改变分接位置,从而改变自耦变压器变比，达到调整电压的目的；三相并励线圈为自耦变压器的公共绕组，产生传递能量的磁场; 控制线圈为控制器提供工作电源和采样信号。自耦变压器是由三柱式铁心，三相公共线圈，三相串联线圈（调压线圈）组成，采用分级绝缘，公共线圈在里侧，串联线圈在外侧。其原理接线如下图所示,X为自耦
6、变压器中性点,接电源一侧为一次侧（端子 A 、X）输出电能一侧为二次侧（端子a、X）,Aa 称为串联线圈匝数用 W1表示；a X 称为公共线圈匝数，用 W2表示。 一次侧与二次侧变比为：k=( W1+W2)/W2 = U1/U2自耦变压器由一次侧传输到二次侧的全部容量称为通过容量S,当忽略变压器损耗时通过容量即为变压器的额定容量。S=U1I1 U2I2 =U2I1 +U2Ia上式中第一项 是由电源直接传导到副边的能量叫“传导容量“以Saa 表示，式中第二项是由电磁感应传导到副边的能量叫“电磁容量“以Sax 表示，则 S=Saa+Sax 得出电磁容量 Sax=（1-1/k）S 由此式可知通过容量
7、中有（1-1/k）是由电磁感应作用传递的，1/k部分是由直接电传导作用而传递的。因为在设计变压器时，变压器的结构、尺寸、重量等主要是由电磁容量决定的所以常把自耦变压器公共绕组的电磁容量叫做“制造容量“ “计算容量”或“结构容量“在一定通过容量下，自耦变压器变比k越接近1直接传导容量所占比重越大，电磁容量和结构尺寸越小，经济效益越明显，对于10KV馈线自动调压器来说，调压范围为020%时，最大制造容量为 =（1-1/1.2）S=0.167S(即制造容量为0.167倍的通过容量)。因为制造容量很小，与容量相同的电力变压器进行比较，自耦变压器耗材少、体积小、损耗低、效率高。 1.1.2.三相有载分接
8、开关是可在带负载的情况下转换接点的开关。在自动调压器中，串联绕组的抽头接在分接开关的不同接点上，可以通过转换接点调节变压器变比来改变其输出电压。考虑分接开关寿命和用户调压精度要求,一般常用的有载分接开关的档位为7、9档两种。 1.1.3. 控制器是整个装置的智能部分,它采集输出的电压信号与设定值进行比较,然后发出指令控制有载分接开关,进行调压操作。它主要对10KV馈线电压，电流等参数进行检测，控制有载分接开关的动作，使馈线电压达到预定值。智能控制器从变压器输出侧采集电压信号，然后将采样值与设定的基准电压进行比较。如果采集到的电压信号大于基准电压，并且信号电压和基准电压之间的差值达到一定数值（允
9、许范围），经一定延时后，发出控制命令，通过继电器驱动分接开关的电机，降低分接开关档位（降低输出电压）；反之，如果采集到的电压信号小于基准电压，控制器经过延时后发出控制信号，通过继电器驱动分接开关的电机，从而升高分接开关档位（升高输出电压）。由于自动调压器运行在10KV高压电网中，一旦发生故障所带来的危害和损失是巨大的。为保护有载分接开关使用寿命，控制器设有欠压、过流保护。当线路电压低于”欠压”或 调压器”过流“时，控制器闭锁，不再发出调压指令。同时设有上、下限位保护，防止各种可能情况下出现误动作。为方便各项参数的设定和读取，控制器设置了键盘。同时配备了完善的RS485通信接口，具有遥控、遥调、
10、遥测、遥信功能。 1.2. 10KV馈线线路自动调压器接入配电线路的接线及工作原理1.2.1. 10KV馈线线路自动调压器接入配电线路的主接线PT1是一台户外10kV电压互感器，两个二次绕组，一个额定输出是100V，用于自耦变一次侧电压采样；另一个额定输出是220V，容量300VA以上，用于为现场的设备提供电源有载开关电机、智能控制器、断路器储能等。当需要对自耦变调试、维修时可以断开断路器DL1，然后断开G1、G2，然后再合上断路器，这时PT1带电，可以提供220V电源，方便对自耦变的调试、检修。PT2是自耦变内附PT，变比10000/100V，接入智能控制器，用于自耦变二次侧电压的取样。G3
11、用来跨接自耦变压器，以便检修时线路供电不会中断。智能控制器提供三种控制模式：手动模式，由控制器面板手动操作；自动模式，根据负荷侧电压采样值自动调节自耦变的档位；远控模式，按照远控通信命令升档或降档。三种方式的切换可以通过远程通信控制。在远动模式时，如果远程通信中断超过一定时间，则自动转为自动模式。a. 远程通信智能控制器配置GPRS模块，与控制中心进行通信，实现远程控制。b. 保护（1） 非电量保护：包括本体重瓦斯、有载重瓦斯、温度过限、压力动作等，都由自耦变配套附件给出，同时接跳闸回路和控制器开入接口可通过控制器将故障信号上传。（2） 电量保护：过流保护、过压保护。1.2.2. 10KV馈线
12、线路自动调压器接入配电线路的设备清单 序号名 称规格型号数量标识说明1户外隔离开关GW1-12G III2台G2、G3采用垂直安装，拉杆操作2配电线路型避雷器HY5WS-17/503只MOA13柱上断路器ZW32-12或ZW431台DL带隔离开关，具备电动操作功能。4户外电压互感器10kV/0.1kV/0.22kV，两个二次绕组，一个 100V用于取样，一个220V提供电源。 1台PT1220V输出用于控制器、有载开关、断路器AC220V电源；100V输出用于一次侧Uac电压取样。5自耦变压器OSZ9-*/10(容量根据用户需要定）1台TB含有载开关一台；内附PT2：10kV/0.1kV，用于
13、Uac电压取样。6智能控制器WGJK1台7现场控制箱户外1台采用不锈钢箱体，吊装式安装方式，前后开门。2. 10KV单极或多级式无功自动补偿器（GWBJ）2.1. 10KV无功自动补偿器结构及型号10KV无功自动补偿器主要由高压并联电容器、专用高压真空接触器、自动控制器、大容量电源电压互感器、开启式电流互感器、避雷器、脱落式熔断器、限流电抗器（选装）组成。无功自动补偿器外形图2.210KV无功自动补偿器工作原理（1）合上跌落式熔断器，装置高压电源接通，二次回路220V电源接通、户外高压电容器自动控制装置开始工作，当线路的电压，或功率因数，或运行时间处于预先设定的投切范围时，自控器接通高压接触器
14、操作电源，接触器吸合，将电容器组投入线路运行。当线路的电压或功率因数或运行时间处于切除范围时，自控器接通跳闸回路的中间继电器，真空接触器跳闸，将电容组退出运行。从而实现了电容器的自动投切。达到提高功率因数，降低线损，节约电能，改善电压质量的目的。（2）当线路电压高于过电压保护整定（1.11.3UN）时，自控器延时30S将真空接触器跳闸，电容器退出运行（如果在30S时间内，线路电压恢复正常，接触器不跳闸）。接触器跳闸后，当线路电压恢复正常时，自控器将延时10分钟使接触器重新合闸，电容器投入运行。（3）当线路电压降到0.6UN以下时，延时0.20.5S接触器跳闸。当路线电压恢复正常时，自控器延时1
15、0分钟将接触器合闸。（4）当电容器组电流超过过电流保护整定（1.41.5IN）时，自控器延时5S使接触器跳闸。当电容器相间击穿时，接触器延时0.20.5S跳闸，同时自控器自行闭锁。（5）当装置出现相间短路时，由跌落式熔断器快速切除故障相，同时接触器延时0.20.5S跳闸，并不再投入。装置可根据实际需要，设计成容量分级可调，最多可分成三级（一静补二动补）。 无功自动补偿器接入配电线路的主接线23控制及保护方式 具有电压、时间、时间和电压、功率因数、电压和无功五种控制方式；电压无功投切采用模糊12区控制算法,采用32位低功率高速处理器技术,具有过压、欠压、限时速断、过流、不平衡电流(含缺相)保护功能，配有标准的RS485通信接口实现
