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北京鼎英高压无功补偿控制装置

KWWB-400高压补偿及调压控制装置V2.0

北京鼎英科技有限公司

２００５年

※※※※※※※※※※※※※※※※※目录※※※※※※※※※※※※※※※※※

1.概述3

2.主要功能3

3.技术特点4

4.型号列表5

5.技术参数5

5.1取样额定值5

5.2测量精度5

5.3输入5

5.4通用保护6

5.5电容保护6

5.6时钟6

5.7通讯6

5.8绝缘强度6

5.9脉冲电压6

5.10绝缘电阻6

5.11电磁兼容6

5.12工作条件6

5.13防护等级7

5.14电源7

5.15重量7

5.16外形尺寸7

6.装置原理7

6.1工作原理7

6.2电压无功综合判据（九域图）7

6.3电压无功简单判据8

6.4功率因数判据8

6.5有载调压判据9

7.操作指南9

7.1键盘和指示灯定义9

7.2装置菜单列表9

7.3主菜单13

7.4电量显示14

7.5时钟14

7.6开关统计15

7.7开关状态16

7.8基本参数17

7.8.1基本参数设置操作流程17

7.8.2基本参数说明18

7.9高级参数19

7.9.1高级参数设置操作流程19

7.9.2高级参数说明19

7.10保护设置21

7.10.1保护参数设置操作流程21

7.10.2保护参数说明21

7.11故障信息22

8.外观及尺寸23

8.1面板显示23

8.2外围尺寸24

9.端口定义24

9.1端子位置图24

9.2端口定义24

9.3出线说明26

10.调试大纲26

10.1调试前的准备26

10.2上电时故障处理26

10.3参数整定26

10.4启用自检功能26

10.5启用自动运行功能27

11.订货及验收27

12．附图28

12.1KWWB-400A接线示意图28

12.2KWWB-400B接线示意图29

12.3KWWB-400C接线示意图30

1.概述

KWWB-400系列高压补偿及调压控制装置（后面简称装置）是国内首推的专业化高压无功补偿和电压调节的控制装置，其用于控制6kV～110kV无功补偿电容的自动投切，可控制多达八组电容，还可对变压器实施自动调压，实现电压和无功的综合控制。

装置采用高EMC设计，并配置软件狗、软件容错、硬件容错等多种手段，能满足各种恶劣运行环境的要求，能够从根本上杜绝误动和拒动，确保装置可靠运行。

装置具备完善的电量测量、电压统计、补偿统计功能，并可通过485通讯口将数据上送，由后台软件提供分析报表。

产品通过了电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心（隶属中国电力科学研究院）的检验，在电力、煤炭、冶金、石化等领域得到了广泛的应用。

2.主要功能

测量功能

装置能够测量电压、电流、有功、无功、功率因数、频率、谐波等多种电量，能够自动实现温漂、零漂的校正，所以电压电流精度可达到0.5级，有功、无功功率可达到1级。

保护功能

装置具备上电保护、掉电保护、过压保护、欠压保护、过流保护、欠流保护、谐波保护等多种系统保护功能；装置还提供针对补偿装置多达四路的电容支路的不平衡电压保护，此功能限于B型装置；或提供针对补偿装置总进线的两相两段式电流保护、不平衡电压保护、零序电流保护，此功能限于C型装置。

调压功能

变电站内补偿，如果变压器配备有载分接开关，可以考虑配置调压功能，以实现电压和无功的综合调节。

显示功能

双排汉显液晶，可实时显示电网的主要参数，包括电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、电压谐波等，并为参数设置提供窗口；还可显示各支路的电容状态、系统的故障信息，并可支持手动投切、手动调压等操作；

时钟功能

准确的时钟功能为系统事件的发生和各种统计量提供时间坐标。

统计功能

统计并显示每只开关的当月动作次数和总动作次数，统计近两月的电量历史数据、合格率、超限率以及峰谷值等数据，并可通过通讯供后台查看和打印。

报警功能

装置发生故障时系统发出报警信号，有故障信息时，报警指示灯亮。

绝大多数的故障信息都能被记录，以供查阅。

自诊断功能

控制器采用实时自诊断技术，如果控制器内出现问题，将启动应急策略，并将故障给予记录。

通讯功能

装置具备通讯功能，可通过485通讯口，与就地的计算机设备通讯或组网与远方终端实现四遥（遥测、遥调、遥信、遥控）功能；装置支持101规约。

3.技术特点

可靠性高，运行稳定

◆采用TI公司的16位高性能单片机，14位A/D转换芯片进行采样，具有很高的分辨率及测量精度，为电容投切提供了精确的理论基础；

◆电路设计采用极高的抗干扰技术，将投切电容或系统冲击产生的干扰屏蔽掉，使装置能在较恶劣的环境下稳定运行；

◆装置内部配置软件狗，使用软件容错、硬件容错等多种手段，从根本上杜绝误动和拒动，确保装置可靠运行；

◆补偿投切时使用严格的脉冲控制方式，使装置即使故障或损坏时不会出现误动作现象；

系统兼容，应用面广

◆装置适用于不同的变电站运行方式：

双变并列运行、双变分列运行、一变或二变独立运行、单变运行等；

◆装置可满足在6kV、10kV、35kV、110kV等各个标准的电压等级上运行；

◆支持单相或三相采样；

◆充足的保护回路及控制支路配置，支持多达四路的保护和八路的电容器组投切；

算法优化，智能控制

◆丰富的控制方式满足不同用户的需求，可分别以九域图、电压无功和功率因数为判据进行调压或无功补偿；以电压、功率因数和无功需求量作为控制目标，可实现无功补偿或主变有载调压；还可简单以时间为判据进行电容投切；

◆可以控制等容量电容器进行循环投切，合理平均分配各电容器组的使用；

◆可控制不同容量电容器，对每组电容器容量可分别进行设置，投切时装置自动计算选择合适的电容器组投入；

◆可选择将任意的电容组停运而不影响控制；

◆可选择投切滤波器，遵循投入时先投低次后投高次，切除时先切高次后切低次的原则进行控制；

◆既可通过键盘操作进行手动投切，也可进行自动投切；既可远方控制也可就地控制；

保护机制完善

◆电网电压过高或过低超过整定值时，系统逐步切除电容器组并报警，故障消失后可自动恢复工作；

◆系统谐波过大超过整定值时，为保护电容器组逐级切除电容器组，报警并闭锁；

◆电容器组拒动或误动时，报警并闭锁；

◆电容器组故障跳闸时，报警并闭锁；

◆B型带不平衡保护功能，检测到某个电容器支路不平衡电压超过整定值时，切除相应的电容器组，报警并闭锁；

◆C型带综合保护功能，检测到总进线的不平衡电压、零序电流或电流的过流段超定值时，逐级切除电容器组；电流的速断段超定值时，同时切除所有电容器组，报警并闭锁；

◆在整定时间内，对同一控制对象发出相反指令时，停止本次操作；

◆装置闭锁，通过菜单清除故障信息或直接通过快捷键复归后，可自动恢复工作；

操作简单，维护方便

◆全中文操作菜单，设置调试简单方便；

◆面板有运行、状态、方式、报警、保护、通讯指示灯，便于用户判断装置运行状态；

◆面板配有复归（逻辑复位）、复位（硬件复位）、停运、手动（自动）等按钮，便于用户排除故障，并可灵活在各种运行方式下切换；

4.型号列表

功能项目

KWWB-400A

KWWB-400B

KWWB-400C

补偿功能

△

双变运行

△

—

谐波测保

△

电容保护

—

△（3）

△（4）

调压功能

△

—

三相采样

—

用户在选择装置功能型号时，需考虑如下因素：

（1）变电站内补偿，如果变压器配备有载分接开关，可以考虑配置调压功能，以实现电压和无功的综合调节。

（2）为提高电容回路运行的安全性，可以配置电容保护功能。

（3）B型的电容保护为4路不平衡电压保护。

（4）C型的电容保护为对总进线的4类保护：

不平衡电压保护、零序电流保护、两相两段式电流保护（过流＋速断），适于控制柱上补偿。

（5）A型在非调压情况下，可自适应系统运行状态。

5.技术参数

5.1取样额定值

额定电压Un：

100V

额定电流In：

5A／1A

5.2测量精度

电压测量精度：

0.8Un～1.2Un，±0.5％

电流测量精度：

0.1In～1.2In，±0.5％

功率测量精度：

±1％

功率因数测量精度：

±1％

频率测量精度：

±0.02Hz

5.3输入

电压量程：

0～2Un

电流量程：

0～2In

电压过载：

400V5s／500V3s

电流过载：

1.2In连续／10In3s／30In1s

吸收功耗：

电压　0.2VA／相

　　　　　　　电流　0.1VA／相

5.4通用保护

过压保护：

100.00～120.00，级差0.01V

欠压保护：

80.00～100.00V，级差0.01V

过压回差：

0～20V，级差0.01V

欠压回差：

0～20V，级差0.01V

欠流保护：

0.00～6.00A，级差0.01A

过流保护：

0.00～6.00A，级差0.01A

5.5电容保护

两段电流保护：

0.00～6.00A，级差0.01A

零序电流保护：

0.02～6.00A，级差0.01A

不平衡电压保护：

0.50～100.00V，级差0.01V

5.6时钟

时间格式：

年/月/日/时/分/秒

时钟误差：

0.5秒/日

5.7通讯

串口：

　　RS485/RS232

通讯规约：

IEC60870-5-101

5.8绝缘强度

符合IEC255-5标准　　2.0KV/50Hz/1min

5.9脉冲电压

符合IEC255-5标准　　±5KV/1.2/50μS/0.5J

5.10绝缘电阻

符合IEC255-5标准　　100MΩ/500V

5.11电磁兼容

脉冲群：

　　IEC255-22-1标准2级

辐射电磁场：

IEC60255-22-3标准2级

静电放电：

　IEC255-22-2标准3级

快速瞬变：

　IEC61000-4-4标准3级

5.12工作条件

工作温度：

-25～55℃

储存运输温度：

-40～85℃

相对湿度：

5%～95%，无凝露

海拔高度：

<2000m

地震强度：

<8级

污秽等级：

IV级

安装场所：

除火灾、爆炸、水淹、强化学腐蚀等场所外的地方

5.13防护等级

防护等级：

IP33

5.14电源

电源电压：

220V±20%，AC或DC

整机功耗：

10W（max）

5.15重量

＜2000克

5.16外形尺寸

外形尺寸：

180mm（长）×126mm（宽）×145mm（深）

开孔尺寸：

162mm（长）×112mm（宽）

6.装置原理

6.1工作原理

　　测量信号经隔离变送，并进行信号调理后，送入14位AD进行模数转换。

16位高性能微处理器对转换后的数字信号依据计算公式进行计算，得到电压、电流、有功功率、无功功率和频率。

所有测量所得数据可以通过LCD汉字液晶模块显示。

在控制上，微处理器根据如下的电压无功判据的要求，判别电压、电流和无功功率是否满足电容投切和电压调整的条件要求，并执行相应的控制命令。

6.2电压无功综合判据（九域图）

电压无功边界图（九域图）

也称为九域图判据，控制原则：

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：

无功与电压均合格，不调节。

　区域1：

无功越上限，电压越下限，投电容器组；当电容器组全部投入时，发升压指令；当有载分接开关处于上限位置时，发强投电容器组指令。

　区域2：

无功越上限，电压合格，投电容器组。

　区域3：

无功越上限，电压越上限，发降压指令；当有载开关处于下限位置时，发强切电容器组指令。

　区域4：

无功合格，电压越上限，发降压指令；当有载开关处于下限位置时，发强切电容器组指令。

　区域5：

无功越下限，电压越上限，发切电容器组指令；当电容器组全部切除时，发降压指令。

　区域6：

无功越下限，电压合格，发切电容器组指令。

　区域7：

无功越下限，电压越下限，发升压指令；当有载开关已处于上限位置时，发强投电容器组指令。

　区域8：

无功合格，电压越下限，发升压指令；当有载开关处于上限位置时，发强投电容器组指令。

　无功投切的判据如5.4所述（不含电压条件），电压调节的判据如5.5所述。

6.3电压无功简单判据

　　简单判据适用于不使用有载分接开关，但通过投切电容间接调压的运行方式。

　区域0：

电压与无功均合格，不调节。

　区域7、8、1：

电压越下限，强投电容器组。

　区域5、4、3：

电压越上限，强切电容器组。

　区域6：

无功越下限，电压合格，发切电容器组指令。

　区域２：

无功越上限，电压合格，发投电容器组指令。

　无功投切的判据如5.4所述（不含电压条件）。

6.4功率因数判据

　　无功投切依据电压、电流、无功功率、功率因数等综合因素，其投入的充要条件如下：

①　L_V+L_△U≤U≤H_V-H_△U

②　COSf1＜L_PF

③　COSf2＜H_PF

④　I＞L_I

其中，L_V为欠压定值，H_V为过压定值，L_△U为欠压回差，H_△U为过压回差，L_PF为投入定值，H_PF为切除定值，L_I为欠流定值，U、I为实际的电压、电流，COSf1为电容投入前的实测功率因数，COSf2为当前负荷情况下投入下一级电容后的功率因数的理论计算值。

当满足如下任一条件时，电容切除（Q1：

实测的无功功率）

①　U≤L_V或U≥H_V

②　Q1≤0

③　I≤L_I

④　COSf1≥H_PF

当满足如下任一条件时，电容投入功能闭锁（此时可切除电容）

①　L_U＜U＜L_U+L_△U

②　H_U＞U＞H_U-H_△U

　　电容强投或强切时不适用于上述条件。

6.5有载调压判据

升压的判据如下：

　80V＜U＜L_V

　MAX（I1，I2）＜Id

　　降压的判据如下：

　H_V＜U＜120V

　MAX（I1，I2）＜Id

　　I1、I2分别为一、二主变运行电流，Id为调压闭锁电流定值。

7.操作指南

7.1键盘和指示灯定义

指示灯

◆运行指示灯：

上电工作后，运行指示灯每秒尖冲闪烁。

◆状态指示灯：

手动工作状态时指示灯常亮、自动工作状态时指示灯尖冲闪烁、自检工作状态时指示灯快闪、停运工作状态时指示灯常灭。

◆方式指示灯：

单变（含一变、二变）运行模式指示灯常亮，双变并列运行模式指示灯尖冲闪烁，双变分列运行模式指示灯常灭；

◆报警指示灯：

当有故障报警时，指示灯常亮，无故障时，指示灯常灭。

◆保护动作指示灯：

当有保护动作时，指示灯常亮，无保护动作时，指示灯常灭。

◆通讯指示灯：

进行远程通讯时，指示灯闪烁。

键盘

◆面膜下方共有四个角形按键对菜单进行操作。

“向左”键退回主菜单层面，返回上一级菜单（包括退出保存），或退出菜单系统。

“向上”键在本菜单层面，向上移动至相邻的项目；或在修改数据时，递增数据。

“向下”键在本菜单层面，向下移动至相邻的项目；或在修改数据时，递减数据。

“向右”键选择进入下一级菜单，菜单显示中第一行闪烁的菜单都可按此键进入下一级；在修改数据时，向右移动至当前的数据修改位；或确认是否保存数据。

◆复位按钮：

装置损坏或死机时，可重新启动装置；此键必须在专业人员的指导下进行使用；

◆停运按钮：

设备进入停运状态，控制功能闭锁；

◆手动/自动按钮：

在手动/自动之间互相切换；选择手动控制，可通过设备手动投切电容；选择自动控制则进行自动投切；

◆复归按钮：

清除报警，恢复闭锁前的运行状态；

7.2装置菜单列表

主菜单

二级菜单（A型）

二级菜单（B型）

二级菜单（C型）

二级菜单（D型）

基本电量

一变电压　电流

一变有功　无功

一变电压　电流

一变有功　无功

一变电压　电流

一变有功　无功

A相电压　电流

A相有功　无功

二变电压　电流

二变有功　无功

一变功率因数

频率

一变功率因数

频率

B相电压　电流

B相有功　无功

一变功率因数

二变功率因数

—

C相电压　电流

C相有功　无功

频率

—

A相功率因数

B相功率因数

—

C相功率因数

频率

电压谐波

一变总畸变率

3次谐波

总畸变率

3次谐波

总畸变率

3次谐波

A相总畸变率

3次谐波

5次谐波

7次谐波

5次谐波

7次谐波

5次谐波

7次谐波

5次谐波

7次谐波

9次谐波

11次谐波

9次谐波

11次谐波

9次谐波

11次谐波

9次谐波

11次谐波

13次谐波

15次谐波

13次谐波

15次谐波

13次谐波

15次谐波

13次谐波

15次谐波

二变总畸变率

3次谐波

—

B相总畸变率

3次谐波

5次谐波

7次谐波

—

5次谐波

7次谐波

9次谐波

11次谐波

—

9次谐波

11次谐波

13次谐波

15次谐波

—

13次谐波

15次谐波

—

C相总畸变率

3次谐波

—

5次谐波

7次谐波

—

9次谐波

11次谐波

—

13次谐波

15次谐波

保护电量

—

第一路不平衡电压

第二路不平衡电压

总进线A相电流

总进线B相电流

—

第三路不平衡电压

第四路不平衡电压

总进线零序电流

总进线不平衡电压

—

电量统计

一变电压合格率

功率因数合格率

电压合格率

功率因数合格率

电压合格率

功率因数合格率

A相电压合格率

A相功率因数合格率

一变电压超上限率

一变电压超下限率

电压超上限率

电压超下限率

电压超上限率

电压超下限率

A相电压超上限率

A相电压超下限率

一变电压最大值/时间

一变电压最小值/时间

电压最大值/时间

电压最小值/时间

电压最大值/时间

电压最小值/时间

A相电压最大值/时间

A相电压最小值/时间

二变电压合格率

二变功率因数合格率

—

B相电压合格率

B相功率因数合格率

二变电压超上限率

二变电压超下限率

—

B相电压超上限率

B相电压超下限率

二变电压最大值/时间

二变电压最小值/时间

—

B相电压最大值/时间

B相电压最小值/时间

—

C相电压合格率

C相功率因数合格率

—

C相电压超上限率

C相电压超下限率

—

C相电压最大值/时间

C相电压最小值/时间

时　　钟

日期：

年　月　日

时间：

时　分　秒

日期：

年　月　日

时间：

时　分　秒

日期：

年　月　日

时间：

时　分　秒

日期：

年　月　日

时间：

时　分　秒

开关统计

开关编号／本月次数／总次数

（滚屏依次显示）

开关编号／本月次数／总次数

（滚屏依次显示）

开关编号／本月次数／总次数

（滚屏依次显示）

开关编号／本月次数／总次数

（滚屏依次显示）

开关状态

显示和手动改变投切电容的开关状态

基本参数

电压等级

一变CT变比

CT变比

二变CT变比

电容级数

电容容量

电容投入延时

电容切除延时

投切滤波器

系统自动识别

操作判据

系统运行状态

设备状态

操作判据

设备状态

高级参数

过压定值

过压保护允许

过压时限

欠压定值

欠压保护允许

欠压时限

过压回差

欠压回差

欠流定值

欠流保护允许

投入定值

切除定值

动作时间间隔

开关动作次数初始值

开关最大动作次数

开关日最大动作次数

开关日动作优化允许

调压闭锁电流定值

无功裕度系数

逆调压允许

波特率

逆调压定值

校验位

调压时限

通讯地址

无功裕度系数

校准（厂家使用）

波特率

－

校验位

－

通讯地址

－

校准（厂家使用）

－

保护设置

一变过流（编号01）保护允许

一变过流保护（编号01）允许

一变过流（编号01）保护允许

三相过流（编号01）保护允许

一变过流报警允许

三相过流报警允许

一变过流保护定值

三相过流保护定值

一变过流保护时限

三相过流保护时限

二变过流（编号02）保护允许

不平衡电压1（编号02）保护允许

电容一段（编号02）保护允许

三相速断（编号02）保护允许

二变过流报警允许

不平衡电压1报警允许

电容一段报警允许

三相速断报警允许

二变过流保护定值

不平衡电压1保护定值

电容一段保护定值

三相速断保护定值

二变过流保护时限

不平衡电压1保护时限

电容一段保护时限

三相速断保护时限

超压跳闸（编号03）禁止

不平衡电压2（编号03）保护允许

电容二段（编号03）保护允许

超压跳闸（编号03）禁止

超压跳闸定值

不平衡电压2报警允许

电容二段报警允许

超压跳闸定值

谐波（编号04）保护允许

不平衡电压2保护定值

电容二段保护定值

谐波（编号04）保护允许

谐波保护动作

不平衡电压2保护时限

电容二段保护时限

谐

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