无功补偿柜安装和使用规范Word格式文档下载.docx
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不高于+55℃，不低于-25℃，24h平均温度不高于+35℃；
相对湿度：
温度为+25℃时，≥90%；
海拔高度：
海拔高度不超过2000m；
工作场所：
周围介质无易燃、无爆炸、无导电尘埃以及无足以损坏绝缘的介质；
安装地点：
无剧烈振动及颠簸，安装倾斜度不大于5%；
电压波动范围：
不超过额定工作电压的±
15%。
技术参数
1．额定电压：
0.23kV/0.4kV；
额定频率：
50Hz；
2．额定补偿容量：
30、45、60、75、90、105、120kvar；
3．额定电流：
43A、65A、87A、109A、131A、142A、174A；
4．补偿方式：
分相补偿、三相补偿或分相+三相混合补偿；
5．投切方式：
编码投切、等容投切或随意编码；
6．保护方式：
具备过压、欠压、缺相、谐波超限、过载、断路等保护功能；
7．控制物理量：
采用无功功率，功率因数和电压作为校核条件；
8．灵敏度：
<
100mA；
9．测量准确度：
电压、电流0.5级，功率因数、无功功率、有功功率1.0级；
10．平均无故障时间：
MTBF≥40000小时
11．介电强度：
主回路相间及对地2500V，历时1min；
辅助回路对地2000V，1min
安装方法
（2）开关的安装
a）检查开关型号、规格、操作方式等是否符合图纸要求，确认开关是否完好。
b）打开开关前盖，将开关安装孔对准骨架固定孔，用螺栓固定，固定时需保证开关位置垂直端正，固定面应平整，紧固螺栓用力适当，以免损坏塑料底板。
c）为防止分断时喷弧造成短路，应将与自动开关连接的母线在200毫米以内包以绝缘布，同时在喷弧方向一定距离内不得有其它零件（按开关生产厂说明书）。
d）分合开关，按开关生产厂使用说明书检查主触头分合状态是否正常。
e）将前盖按原样固定在开关上，进线端相间有隔弧板的必须按规定装上。
f）板后接线的自动开关必须安装在绝缘面板上。
g）开关上各类调整螺钉，调节栓，如脱扣器调节螺钉等，因出厂时已全部调整好，不得任意自行调整。
h）安装时不得损坏开关触头及其它零件，不得损伤绝缘外壳，有“接地处”应可靠接地。
（2）控制器的选用和安装。
a）按布置图将控制器安装孔眼对准柜体柜架上的固定孔眼，然后用螺栓和弹簧垫片固定。
安装须端正不歪斜，并可靠接地。
b）控制器必须垂直安装，标识面可以清晰观察。
c）控制器的控制线按图纸要求对号安装。
（3）补偿控制器的安装
a）按布置图将控制器安装孔眼对准柜体柜架上的固定孔眼，然后用螺栓和弹簧垫片固定，安装须端正不歪斜，并可靠接地。
b）控制器必须垂直安装，进线接口向上，标识面可以清晰观察。
（4）电容器的安装
a）当补偿装置的总容量和组数确定后，还需对单台电容器的电容量、外形结构尺寸、安装方式（垂直、水平）、以及内部连接形式和填充料种类（干式、油渍式）等参数进行选择。
b）按布置图将电容器安装孔眼对准柜体骨架上的固定孔眼（一般装在两根方梁之间的空隙位置上），然后用螺栓和弹簧垫片固定。
安装须端正不歪斜，应可靠接地。
电容器必须垂直安装，标识面可以清晰观察。
c）多台电容器安装水平间距不小于40mm，多层安装时层间距必须得保证其绝缘并且不得有有阻碍空气流动的水平隔板。
（5）熔断器的安装：
a）安装位置及相互间距应便于更换熔芯；
更换熔芯时，应切断电流，更不允许带负荷换熔芯，并应换上相同额定电流的熔芯。
b）有标识熔芯，其标识的方向应装在便于观察侧。
c）安装应保证熔芯和熔断座接触良好，以免因熔芯温度升高发生误动作。
安装熔芯时，必须注意不要使它受机械损伤，以免减少熔芯截面积，产生局部发热而造成误动作。
（6）导线的安装：
a）主电路的电线、母排的选用按母线排选择工艺标准进行选用。
b）电容器支路导线的载流量应不小于电容器额定工作电流的1.5倍。
c）辅助电路导线的截面积应不小于1.0mm2的铜芯多股绝缘导线。
d）电流测量回路的导线截面积应不小于2.5mm2。
e）按电器的接线端头标志接线
f）一般情况下，一个连接端子只连接一根导线，必要时允许连接两根导线，但应采取适当措施。
对于有三个及以上补偿支路的装置，应设置汇流母线或汇流端子，采用由主母线向补偿支路供电的方式连接。
电源导线应连接在进线端，负荷侧的导线应接在出线端。
g）电器的接线螺栓及螺钉应有防锈镀层，连接时，螺钉应拧紧。
母线与电器连接时，连接处不同相母线的最小距离应符合标准要求。
（7）接线端子排安装：
按图（根据接线多少和电流大小）选择接线端子，组合好，然后紧固在相应的位置上。
（8）辅助回路下线配置按辅助回路下线配置工艺要求。
（9）电器元件符号标注，辅助回路接线标号按标号头和符号牌加工和固定工艺要求。
（10）电器辅件安装及一、二次布线全部完成后，按图、按检验卡进行检验，合格后．按规定进行机械、电器调整，符合图纸和技术条件后，送做出长试验。
（11）安装中注意事项。
a）各元件处应有与原理图或接线图相符的符号或代号的醒目标注。
b）不同极性裸露带电体之间及它们与金属构件中的电气间隙与爬电距离，由于产品设计要求较严，除原来的标准外，其电气间隙≥10mm与爬电距离均≥14mm。
c）所有开关，电器有接地标志的（或按说明书规定），均需可靠接地。
电流互感器不得开路，应可靠接地。
d）电器元件的布置应整齐、端正，便于安装、接线、维修和更换，应设有与电路图一致的符号或代号；
所有的紧固件都应采取防松措施，暂不接线的螺钉也应拧紧。
e）选择电器元器件及辅件时，应注意电容器在1.1倍的额定电压下长期运行，所以通常电器元器件及辅件的选择应满足1.1倍电容器额定电流条件卜连续运行。
f）在安装操作器件（如手柄、开关、按钮等）时，安装高度的其中心线不宜高于装置基准面2m。
紧急操作器件宜装在距装置安装基准面的0.8～1.6m范围内。
投切
延时投切方式即俗称的"
静态"
补偿方式。
延时投切的目的在于防止过于频繁的动作使电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。
延时投切方式用于控制电容器投切的器件可以是投切电容器专用接触器、复合开关或或者同步开关（又名选相开关）。
投切电容器专用接触器有一组辅助接点串联电阻后与主接点并联。
在投入过程中辅助接点先闭合，与辅助接点串联的电阻使电容器预充电，然后主接点再闭合，于是就限制了电容器投入时的涌流。
符合开关就是将晶闸管与继电器接点并联使用，但是复合开关既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得比较复杂，成本也比较高，并且由于晶闸管对过流、过压及对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。
在实际应用中，复合开关故障多半是由晶闸管损坏所引起的
同步开关是近年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。
对于控制电容器的同步开关就是要在接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。
由于同步开关省略了晶闸管，因此不仅成本降低，而且可靠性提高。
同步开关是传统机械开关与现代电子完美结合的产物，使机械开关在具有独特技术性能的同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。
当电网的负荷感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过补偿状态，这时电网的电流超前于电压的一个角度，功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。
下面就功率因数型举例说明。
当这个物理量满足要求时，如cosΦ超前且>
0.98，滞后且>
0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。
当检测到cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且<
0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测cosΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。
当检测到超前信号如cosΦ<
0.98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。
要遵循的原则就是：
先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。
如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为5分钟，切除也这样。
在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。
如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现这样的情况。
当控制器监测到cosΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组逐一切除，周而复始，形成震荡，导致系统崩溃。
是否能形成振荡与负载的性质有密切关系，所以说这个参数需要根据现场情况整定，要在保证系统安全的情况下，再考虑补偿效果。
1.1交流接触器控制投入型补偿装置。
由于电容器是电压不能瞬变的器件，因此电容器投入时会形成很大的涌流，涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流。
涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的使用寿命。
为了降低涌流，大部分补偿装置使用电容器投切专用接触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下。
此类补偿装置价格低廉，可靠性较高，应用最为普遍。
由于交流接触器的触头寿命有限，不适合频繁投切，因此这类补偿装置不适用频繁变化的负荷情况。
1.2晶闸管控制投入型补偿装置。
这类补偿装置就是SVC分类中的TSC子类。
由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏，因此晶闸管必须过零触发，就是当晶闸管两端电压为零的瞬间发出触发信号。
过零触发技术可以实现无涌流投入电容器，另外由于晶闸管的触发次数没有限制，可以实现准动态补偿（响应时间在毫秒级），因此适用于电容器的频繁投切，非常适用于频繁变化的负荷情况。
晶闸管导通电压降约为1V左右，损耗很大（以额定容量100Kvar的补偿装置为例，每相额定电流约为145A，则晶闸管额定导通损耗为145×
1×
3=435W），必须使用大面积的散热片并使用通风扇。
晶闸管对电压变化率（dv/dt）非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏，即使安装避雷器也无济于事，因为避雷器只能限制电压的峰值，并不能降低电压变化率。
此类补偿装置结构复杂，价格高，可靠性差，损耗大，除了负荷频繁变化的场合，在其余场合几乎没有使用价值。
1.3复合开关控制投入型补偿装置。
复合开关技术就是将晶闸管与继电器接点并联使用，由晶闸管实现电压过零投入与电流过零切除，由继电器接点来通过连续电流，这样就避免了晶闸管的导通损耗问题，也避免了电容器投入时的涌流。
但是复合开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。
1.4同步开关（又名选相开关）投入型补偿装置。
同步开关技术是近年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。
对于控制电容器的同步开关，就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合。
同步开关技术中拒绝使用可控硅，因此仍然不适用于频繁投切。
但由于同步开关相比复合开关和交流接触器更节能、更安全可靠、更节约资源，且选相开关应用了单片机技术，不仅能通过RS485通讯控制方式对多至64路电容器进行控制，还具备通讯功能，可将基层单位的电测量信息实时发送到上级电网，为国家正在发展的智能化电网无缝对接等诸多因素。
无功补偿瞬时
瞬时投切方式即人们熟称的"
动态"
补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。
通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。
动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。
很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。
当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。
无功补偿线路
2.1LCD串联接法
这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。
从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。
从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。
既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。
但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相对较大，价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到还没有被广泛采用或使用者很少。
2.2采用电力半导体器件
作为电容器组的投切开关，较常采用的接线方式。
半导体器件，C1为电容器组。
这种接线方式采用2组开关，另一相直接接电网省去一组开关，有很多优越性。
作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便，电路成熟又很经济。
其不足之处是元件本身不能快速关断，在意外情况下容易烧毁，所以保护措施要完善。
当解决了保护问题，作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。
动态补偿的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。
很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间，准确的投切功率，还要有较高的自识别能力，这样才能达到最佳的补偿效果。
当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令（投入一组或多组电容器的指令），此时由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并入线路运行。
需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零，以避免涌流造成元件的损坏，半导体器件应该是无涌流投切。
当控制指令撤消时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关断。
关断后的电容器电压为线路电压交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容器再次投入。
元器件可以选单相晶闸管反并联或是双向晶闸管，也可选适合容性负载的固态接触器，这样可以省去过零触发的脉冲电路，从而简化线路，元件的耐压及电流要合理选择，散热器及冷却方式也要考虑周全。
2.3混合投切方式
实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用接触器投切，而另一部分电容器组使用电力半导体器件。
这种方式在一定程度上可做到优势互补，但就其控制技术，还见到完善的控制软件，该方式用于通常的网络如工矿、小区、域网改造，比起单一的投切方式拓宽了应用范围，节能效果更好。
补偿装置选择非等容电容器组，这种方式补偿效果更加细致，更为理想。
还可采用分相补偿方式，可以解决由于线路三相不平行造成的损失。
2.4无功发生器SVG
利用PWM整流控制技术，通过对电网的电压和电流实时采样和高性能DSP计算出电网的无功功率，实现无功功率的补偿。
SVG的特点是可实现对动态连续无功补偿，并可实现感性无功和容性无功的补偿，使电网的功率因数稳定在0.98以上。
SVG不仅对无功功率进行补偿，而且可对谐波电流实现补偿。
无功补偿装置选择
选择哪一种补偿方式，还要依电网的状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况，电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。
对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。
一般电焊工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。
无功补偿控制器
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。
选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。
控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。
十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。
就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。
在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"
XXX无功功率补偿控制器"
，名称里出现的"
无功功率"
的含义不是这台控制器的采样物理量。
采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。
1.功率因数型控制器
功率因数用cosΦ表示，它表示有功功率线路中所占的比例。
当cosΦ=1时，线路中没有无功损耗。
提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。
这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。
*"
延时"
整定，投切的延时时间，应在10s-120s范围内调节"
灵敏度"
整定，电流灵敏度，不大于0-2A。
*投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。
*过压保护设量
*显示设置、循环投切等功能
这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。
即使调整的较好，也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。
举例说明：
设定投入门限；
cosΦ=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosΦ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。
2.无功功率（无功电流）型控制器
无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。
一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：
*四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间，谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、显示电容器功率、显示cosΦ、U、I、S、P、Q及频率。
由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。
如线路在重负荷时，那怕cosΦ已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。
采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。
当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。
国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。
3.用于动态补偿的控制器
对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。
由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。
国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好；
二是补偿功率不能一步到位，冲击电流过大，系统特性容易漂移，维护成本高、造成设备整体投资费用高。
另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。
无功动态补偿装置工作原理与结构特点：
一般无功动态补偿装置由控制器、晶闸管、并联电容器、电抗器、过零触发模块、放电保护器件等组成。
装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率和功率因数，通过微机进行分析，计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令，由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻，实现快速、无冲击地投入并联电容器组。
无功补偿装置
（一）、低压无功动态补偿装置：
适用于交流50Hz、额定电压在660V以下，负载功率变化较大，对电压波动和功率因数有较高要求的电力、汽车、石油、化工、冶金、铁路、港口、煤矿、油田等行业。
基本技术参数及工作环境：
-25oC~+40oC（户外型）；
-5oC~+40oC（户内型），最大日平均温度30oC
1000m
<
85%（+25oC）
最大降雨：
50mm/10min
安装环境：
周围介质无爆炸及易燃危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘埃。
无剧烈震动和颠簸，安装倾斜度<
5%。
技术指标：
额定电压：
220V、380V（50Hz）
判断依据：
无功功率、电压
响应时间：
20ms
补偿容量：
90kvar~900kvar
允许误差：
0~10%
（二）、高压无功自动补偿装置：
适用于6kV~10kV变电站，可在I段和II段母线上任意配置1~4组电容器，适应变电站的各种运行方式。
正常工作温度：
-15~+50oC，相对湿度<
85%，海拔高度：
2000m
6kV~10kV
交流电压取样：
100V（PT二次线电压）
交流电流取样：
0~5A（若PT取10kV侧二次A、C线电压时，CT应取B相电流）
电压整定值：
6~6.6kV10~11kV可调
电流互感器变比：
200~5000/5A可调
动作间隔时间；
1~60min可调
动作需系统稳定时间：
2~10min可调
功率因数整定：
0.8~0.99可调
技术特征：
电压优先：
按电压质量要求自动投切电容器，使母线电压始终处于规定范围。
自动补偿：
依据无功大小自动投切电容器组，使系统不过压、不过补、无功损耗始终处于最小的状态。
记录监测：
可自动或随时调出监测数据、运行记录、电压合格率统计表等（选配）。
智能控制：
在自动发出各动作控制指令之前，首先探询动作后可能出现的所有超限定值，减少动作次
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