编号：（ ）字 号
本科生毕业设计（论文）
题目：
姓名： 学号：
班级：
二〇〇八年六月
微机型低压电容器自动投切装置的研究 ——硬件设计 曹 寅 04041190 电气工程及其自动化04-1
中国矿业大学
本科生毕业设计
姓名：曹寅学号： 04041190 学院：信息与电气工程学院
专业：电气工程及其自动化
设计题目：微机型低压电容器自动投切装置的研究
——硬件部分
专题：
指导教师：李晓波职称：讲师
2008年6月徐州
中国矿业大学毕业设计任务书
学院信电学院专业年级电气工程及其自动化04学生姓名曹寅
任务下达日期：2008年2月25日
毕业设计日期：2008年2月25日至2008年6月20日毕业设计题目：微机型低压电容器自动投切装置的研究―硬件部分
毕业设计主要内容和要求：了解无功补偿的意义、方法和现状，重点掌握通过电容器投切来实现无功补偿的原理、控制方法和实现方法。在此基础上，针对低压电网设计出一能够完成其电容器自动投切的微机型装置。该装置能够根据功率因数、无功功率及电压等的变化，综合进行电容器组的自动投切；应具有对电容器(组)的简单保护如过压、欠压、断相等保护功能；能实现相关电气参数的实时测量与显示；具有动作记录功能；同时应具有友好的人机联系。利用单片机或DSP实现，设计出硬件电路，画出原理图。
院长签字：指导教师签字：
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
成绩：指导教师签字：
年月日
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
成绩：评阅教师签字：
年月日
中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩
摘要
电能作为一种广泛使用的二次能源，是国家节能降耗的重点领域。无功功率补偿作为技术节能的重要手段之一，可以降低电力系统的电压损失，减少电压波动，改善电能质量，降低电能损耗，是电力系统中一项重要工程。本文通过设计无功自动控制器来实现并联电容器组的投切，保证功率因数在给定的合格范围内变动，完成无功功率的补偿。
本设计提高了补偿精度和快速性。同时，引入电压、电流畸变率指标，从根本上避免了无功倒送以及谐波放大等问题的发生。采用三相共补△接线与三相分补Y 接线方式，实现了对三相负载分相、分级、快速的无功补偿。
控制器硬件上采用TI公司的16位定点DSP TMS320LF2407，具有比传统单片机控制器运算速度快、实时性好的特点。
对自动投切装置的可靠性问题进行了研究，提高了装置的抗干扰能力，使其能够更稳定的工作。
关键词：无功功率；无功补偿；电容器；DSP
ABSTRACT
As a kind of most extensively used energy，electrie power is an important field of national energy saving and consumption reducing. The reactive power compensation which is an important measure of saving energy by technology, can decrease the voltage loss of electric power system, reduce voltage fiuctuation，improve electric power quality and reduce electric power consumption. This project designs reactive power automatic controller which casts or cuts off parallel capacitors in order to achieve reactive power compensation，ensuring qualified power factor.
Furthermore，it considers total harmonic distortion as one condition of control. So the method can avoid some problems，such as the over-compensation and the harmonic amplification. By using both delta and star connection capacitor, we realized grading and fast compensation for eaeh phase.
The controller’s hardware core is a 16-bit fix point DSP TMS320LF2407 produced by Ti corp., which has many merits such as high operating speed and high real-time.
This thesis give detailed research on the reliability of the device, through which the anti-interference ability have being improved, making it work more stable.
Keywords：reactive power；reactive power compensation；capacitor；DSP
目录
1 绪论 (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2无功补偿的重要性 (2)
1.2.1 无功功率的影响 (2)
1.2.2 无功补偿的作用 (3)
1.2.3 无功补偿的意义 (3)
1.3无功补偿装置的现状 (4)
1.4国内外的研究现状 (5)
1.5本文的主要工作 (6)
2 并联电容器补偿的原理和方式 (7)
2.1补偿原理 (7)
2.2补偿方式及其比较 (7)
2.2.1 变电站集中补偿方式 (8)
2.2.2 低压集中补偿方式 (8)
2.2.3 杆上无功补偿方式 (8)
2.2.4 用户终端分散补偿方式 (9)
2.2.5 补偿方式比较 (9)
2.3接线方式 (10)
2.3.1 三相共补的接线方式 (10)
2.3.2 三相分补的接线方式 (11)
2.3.3Y
?共补与分补结合的接线方式 (12)
-
2.4补偿容量的确定 (13)
2.4.1 从提高功率因数需要确定补偿容量 (13)
2.4.2从降低线损需要确定补偿容量 (14)
2.4.3 从提高运行电压需要确定补偿容量 (15)
2.5自动投切控制方式 (16)
2.5.1 功率因数控制方式 (16)
2.5.2 电压控制方式 (17)
2.5.3 无功电流控制方式 (17)
2.5.4 无功功率控制方式 (18)
2.5.5 复合控制方式 (20)
2.6电容器和谐波的相互影响 (20)
3 控制器的硬件设计 (21)
3.1概述 (21)
3.2信号处理模块 (22)
3.3同步信号捕捉模块 (25)
3.4采样模块 (26)
3.5数据存储单元扩展模块 (27)
3,6串行实时时钟电路 (28)
3.7键盘、显示模块 (29)
3.8通信模块 (29)
3.9开关量输入、输出模块 (29)
4 自动投切控制装置的可靠性问题 (30)
4.1概述 (30)
4.2硬件抗干扰措施 (31)
4.2.1 隔离和屏蔽 (31)
4.2.2合理布置各个插件 (31)
4.2.3电源的接地处理 (31)
结论 (32)
参考文献 (33)
英文原文 (35)
中文译文 (42)
致谢 (50)
1 绪论
1.1 研究背景及意义
无功功率是在电路中建立电压，建立电磁场，从而传递转换有功功率，保证电力系统和用电设备正常运转所必不可少的能量形式。在实际工作中，应充分利用电容、电感互补的特性，以减少能量损失，提高电能质量和经济效益。
电力系统中的无功功率就像维持机械系统运转的润滑油，没有润滑的机械系统将不能持续做“功”；无功功率又像经济市场中的货币，没有货币的经济市场是难以维继的，以上的这两种比喻，非常形象地描绘出了无功功率在电力系统中的作用。
在电力系统中，大多数网络元件和负载都要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些所需的无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离输送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应该是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，即对无功功率进行补偿。
无功功率不足或过剩都将造成实际电压与目标电压的较大差别，从而影响用电设备的使用寿命和使用效益。根据相关资料介绍：
(1)白炽灯：电压升高5%，寿命缩短30%~40%；电压降低1%，照明度降3%。
(2)日光灯：电压变动1%，照明度变化1%~2%；低电压时启动频繁，寿命下降，高电压时，镇流器趋于饱和，加速老化，灯丝电流增大，寿命缩短。
(3)感应电动机：负荷率低于等于50%时，效率随电压下降（10%以内）而升高；负荷率为75%时，额定电压下效率最高；额定负载下，最高效率出现在1.0~1.5倍额定电压时。电压过低时，电流增大，出现过热，加速老化，甚至烧毁设备；电压过高时，铁芯过热，损坏绝缘，甚至造成局部击穿。如电压波动太大，会造成转速不均，生产的产品质量下降。
(4)电压过高时，将导致铁磁设备的磁饱和，造成电压波形的畸变，产生电网谐波，危害电网和用电设备的安全运行，等等。
总之，电压过高、过低或波动较大都将造成不可估量的损失，甚至危及电力系统的安全、稳定运行。因此，地区电网的无功功率在额定电压附近趋于平衡是十分重要的。
近年来，由于超高压远距离输电系统的发展，我国电网容量迅猛增加，电网中无功功率的消耗也日益增大。低压配电网中，随着居民生水平的提高和家用电器的普及，以及小工业用户的增多，电网的功率数大都比较低;尤其是电力电子装置的广泛应用，而这些装置大多功率因数很低，造成了电网供电质量的下降，也给电网带
来了额外的负担.因此，利用无功补偿技术成为当前世界各国电力设计及决策人员的识，无功补偿装置的投资也被列入电力投资的整体规划中，成为一个不可缺少的环节。
1.2 无功补偿的重要性
1.2.1 无功功率的影响
(1) 增加设备容量。无功功率的增加会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器等各种电气设备的容量和导线的容量增加。同时，也使得电力用户的起动及控制设备、测量仪表的规格也要相应加大。
(2) 设备及线路损耗增加，无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。设线路中电流I 由有功分量P I 和无功分量Q I 组成，线路电阻为R ，则线路损耗为：
R U Q P R I I R I P Q P 22222
2)(33+=+==? (1.1) 式中，R U Q )(22这一部分损耗就是无功功率引起的。
(3) 使线路和变压器的电压降增大，如实冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。
E jB
G Y -=
图1.l 电源系统和负载的等效电路
图 1.1是一电源系统和负载的等效电路，从图中可以看出，S Z 引起的电压降
?
?U 为：
?
???=-=?I Z U E U S (1.2) 另外，负载电流?
I 可由下式求得：
U jQ P U B jU U jB G U I G -=-=
-=?22)( (1.3) 把(1-3)代入(1-2)可得：
X R S S S S S S U j U U Q R P X j U Q X P R U jQ p jX R U ?+?=-++=-+=??)
( (1.4) 由于?E 和?U 之间的夹角很小，因此
U Q X P R U U S S R +=?≈? (1.5)
一般在电网中，S R 比S X 小得多，因此可以得出这样的结论：电网电压的波动主要
是由无功功率的波动引起的，而有功功率的波动对电网电压影响一般较小。例如：电动机起动时功率因数很低，这种冲击性无功功率会使电网电压剧烈波动，甚至使接在同一电网上的用户无法正常工作。电弧炉、轧钢机等大型设备会产生频繁的无功功率冲击，严重影响电网供电质量。
1.2.2 无功补偿的作用
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的，因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要求发电机提供并经过长距离传送是不合理的、通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率。
无功补偿的作用主要有以下几点]2[：
(l)提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。
(2)稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。
(3)在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。
1.2.3 无功补偿的意义
无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低网络损耗以及安
全运行所不可缺少的部分。在电力系统中，无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时，会导致设备损坏、系统解列。此外，网络的功率因数和电压降低，使电气设备得不到充分利用、网络传输能力下降、损耗增加.我国与世界上的发达国家(美、日等国)相比，无论从电网功率因数还是补偿深度来看，都有较大差距。因此，解决好网络补偿问题，对网络降损节能有着极为重要的意义]2[。
根据资料统计，输电线路、高压配电网、低压用户的三个部分的线损中，低压用户线损最大。因此，降损节能应主要围绕低压用户进行。长期以来，我国低压配电网网架薄弱、线径小、设施老化，负荷电流大，自然功率因数低，而且结构复杂，电压质量不易控制，无功功率靠上级电网远距离输送，得不到跟踪，降低了电网的经济效益。随着我国国民经济的发展，大里的非线性和冲击性负载接入电网，在运行时产生谐波电压波动和闪变，造成电网电压波形畸变，三相负荷不平衡，供电质量下降，影响电网及用户设备安全和经济运行。因此，准确测量无功、谐波等系统参量，并合理补偿和治理就显得尤为重要。所以，电力部门大力推广无功就地补偿装置，其意义是十分明显的]3[。
1.3 无功补偿装置的现状
提供无功功率有两条途径:一是输电系统提供;二是补偿电容器提供。如果由输电系统传输无功功率，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益;而用补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。
理论上而言，、无功补偿最好的方式是在哪里需要的无功，就在哪里补偿，整个系统将没有无功电流的流动，但在实际电网当中这是不可能做到的，因为无论是变压器、输电线路还是各种负载，均会需要无功。对于电力系统而言，在高压侧或低压侧均可进行补偿。但是，如果在低压侧进行补偿，既可减少变压器、输电线路等的损耗，又可提高变压器、输电线路的利用率及提高负载端的端电压，所以补偿电容器的安装越靠近负载端，对用户而言可获取越大的经济效益。因此，对于低压配网无功补偿，通常采用低压侧集中补偿方式，即在低压系统(如变压器的低压侧)利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。
同步调相机又称同步补偿器，是作为并联补偿设计的一种同步机，它属于有源补偿器。同步调相机同电容器相比，该装置的优点是：在系统电压下降时，靠维持或提高本身的出力，可以给系统提供紧急的电压支持。从功能上讲，同步调相机只不过是一个被拖动到某一转速并与电力系统同步运行的同步机。当电机同步运行后，根据需要，人们控制其磁场，使之产生无功功率，或从系统吸收无功功率。同
步调相机具有调相的优点，但动态响应速度慢，发出单位无功功率的有功损耗大，运行维护复杂，不适应各类非线性负载的快速变化。
同步调相机实际上是不带机械负荷，空载运行的同步电动机，它只能发出无功功率。它从电网中吸取少量的有功功率供给运转似的机械损耗和铜、铁等损耗。同步调相机有过激和欠激两种运行方式：过激运行时，向系统提供感性无功功率，为无功电源，这是种运行状态比较常见;欠激运行时，则从系统中吸收感性无功功率，称为无功负荷，这是在系统负荷比较轻，无功功率过剩，电压过高时的特殊运行状态。只要改变同步调相机的励磁，就可以平滑地改变它的无功功.率的大小及方向，因而可以平滑地改变所在地区的电压。
50年来，同步调相机在电压和无功控制中发挥了重要作用。由于其自身的优点，即在系统电压下降时，靠维持或提高本身的出力，可以给系统提供紧急的电压支持，所以至今仍在高压输电系统中发挥着重要的作用。但是由于其体积大、噪声高、维护不便和高造价等原因，目前在中低压输电区域，大部分已被并联电容器组所取代。
1.4 国内外的研究现状
从60年代开始，我国已有许多电力科技工作者从事低压配电网无功补偿这一课题的研究，并设计了早期的无功补偿控制器。自80年代中期以来，颁布实施按功率因数调整电费的政策后，我国电力用户在380伏配电室广泛采用了以交流接触器投切电容器的成套装置。随着电力电子技术的发展，80年代后期出现了以微处理器为核心的智能化产品，TSC无功补偿装置在国内陆续出现。现在国内低压配电网无功补偿仍以并联电容器为主，TSC也得到了较多的应用，而采用自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置DSTATCOM引起了越来越多国内研究者的关注，但因其控制复杂、成本高昂等诸多因素实际应用还有待时日。
国外的低压无功补偿装置多种多样，美、英等国早在80年代就使用了TSC无功补偿装置并且应用较广.80年代末美国就有DSTATC服投入运行，之后，德、日等国也有实际应用，但至今应用并不广泛。如今，芬兰诺基亚电容器公司生产的自动投切电容器柜和自动投切带调谐滤波电容器柜作为无功补偿装置在世界各国得到了广泛应用，尤其是后者可用于有谐波畸变的电网的无功补偿，由于电容器组串联了调谐电抗器，装置在无功补偿的同时还可从电网消除低次谐波的部分含量(15~50%)。
目前，我国一方面总的无功补偿装置容量不足，另一方面作为无功补偿装置主力军的并联电容器的自动投切能力较差，不能很好地发挥其补偿作用，致使电网电压不能满足要求。因此，研究和开发适用于频繁自动投切电容器的控制方式及装置，是改善电网电压质量的重要措施]20[。
在现有国内外低压配电网并联电容器无功补偿装置的实际应用中，存在着以下诸多问题：
(l)由于补偿目标单一、采取的控制策略不合理，补偿装置普遍存在投切振荡问题.如仅以功率因数为补偿目标就会产生投切振荡现象。
(2)没有考虑到谐波对电容器的影响，使得电容器寿命大大缩短，甚至经常被烧毁。
(3)采样方式不当，造成无功倒送。有的控制器为了降低成本和提高运算速度，只采样一相电压、电流信号，使得当三相负载不平衡时，很难准确测量无功功率，造成有的相过补，有的相欠补。
(4)补偿速度慢，补偿精度差。在采样三相电压、电流信号，进行FFT变换，计算谐波电压、电流的情况下，单片机一般难以实现无功功率的实时检测和动态补偿，或者补偿精度比较差。
(5)电容器的分组、接线形式和控制方式相互结合起来，形成了多种补偿方案，而很多控制器不能同时适用于这些方案。
(6)采用交流接触器作为电容器投切开关，不可避免地产生过渡过程，形成冲击电流并引起电网电压的波动，造成接触器触点烧蚀，使得成套装置可靠性差、维护不便。采用晶闸管投切，则常因触发脉冲控制不当，在运行过程中频繁出现故障，导致电容器组投入冲击电流过大，损坏晶闸管和电容器：有时，甚至在投入过程中，由于冲击使得开关装置保护跳闸，致使补偿装置形同虚设。
1.5本文的主要工作
本文对目前国内外低压配电网并联电容器无功补偿装置的状况和存在的问题作了仔细的分析和研究，并依据无功补偿的原理，针对现有装置存在的主要缺陷，研制了一台技术先进、性能稳定可靠的无功补偿装置。
本文所做的主要工作包括：
(1)研究了并联电容器无功补偿的原理，对其补偿方式进行了分析比较；讨论了现有补偿电容器的接线方式，采用三相共补与三相分补相结合的接线方式，使补偿装置的运行方式机动灵活:指出了几种确定无功补偿容量的方法。
(2)对并联电容器的自动投切控制方式进行了分析比较，得出了各种方式的优点与不足，必须综合考虑各种控制方式才可得到较好的控制方案；讨论了电容器和谐波的相互影响，指出了消除谐波的方法以及本系统的处理方法。
(3)采用Tl公司16位定点DSP TM320LF2407数字数字信号处理器作为主处理器，提高了数据采集和计算的精度与速度，对控制器的硬件电路进行了设计。
2 并联电容器补偿的原理和方式
2.1补偿原理
电力网的负荷大多数是电感性负荷，当采用并联电容器进行无功补偿时，其原理接线图和对应的相量图如图2.1所示。
?→??2I ↓
?1I ↓?U ↓?
L I L R C ↓
?R I ↓?
C I
图2.1 并联电容器补偿原理接线图和向量图
图中包括电阻性负荷R 和电感性负荷L 以及并联电容器C ，其中通过的电流分别为R I ?、L I ?和C I ?。.电流1?I 是R I ?、L I ?的向量和。电阻性负荷电流R I ?和电压?U 向量一致，电感性负荷电流L I ?落后于电压?U 900，1?I 与电压?
U 的相位差为1?。接入并联电容器后，由于电容器电流C I ?。超前于电压?U 900，其相位正好与L I ?
相反，故可以补偿一部分感性电流。此时的合成电流由1?I 减小到2?I ，2?I 与电压?
U 的相位差由，1?减小到2?，从而使负荷的功率因数由1cos ?提高到2cos ?，这就是并联电容器可以进行无功补偿的基本电路原理]21[。
2.2补偿方式及其比较
无功补偿最好的方式是哪里需要无功就在哪里补偿，整个系统将没有无功电流的流动。在实际电网当中这是不可能做到的，因为无论是变压器、输电线路还是各种负载，都需要无功。所以在实际低压配电网中就补偿装置的安装位置而言有如下几种补偿方式:二次变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式、
用户终端分散补偿方式，如图2.2所示。
图2.2 低压配电网无功补偿方式
2.2.1 变电站集中补偿方式
针对输电网的无功平衡，在二次变电站10kV母线侧进行集中补偿(如图2.2的方式1)，主要目的是改善输电网的功率因数、减少变电站以上输电线路传输的无功功率、提高终端变电所的电压和补偿主变压器的无功损耗。这些补偿装置连接在变电站的二次母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，但是这种方案对配电网的降损起的作用很小]22[。因为用户需要的无功还要通过变电站以下的配电线路向负荷端输送，10kV及以下的配电线路仍有无功电流在流动。所以，它代替不了配电网络的补偿作用，解决不了配电网的降损问题]23[。
2.2.2 低压集中补偿方式
目前国内较普遍采用的一种无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图2.2的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏不等.根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，也有助于保证该用户的电压水平.这种补偿方式的投资及维护均由专用变压器用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切的，也有为了保证用户电压水平而以电压为判据进行控制的。这种方案虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，出现无功过补偿或欠补偿。
2.2.3 杆上无功补偿方式
对配电系统来说，除了专用变压器之外，还有大量公用变压器。目前，对这些公用变压器的补偿还很不够，使得配电网的补偿度受到了限制。由此造成很大的无
功缺口，需要由变电站或发电厂来填补.大量的无功沿配电线传输使得配电网网损仍然高居不下。因此可以采用10kV户外补偿器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)，进行无功补偿(如图2.2的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。由于杆上安装的补偿器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等工程问题.因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行:(1)补偿点少。一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿。(2)补偿容量适宜。建议按重载补偿后电源节点功率因数不超过0.95和轻载时功率因数达到1左右即可.(3)接线简单.(4)控制方式简单.(5)保护方式也要简单。
显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上沿线的公用变压器所需无功进行补偿.因其具有投资小、回收快、补偿效率较高、便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路，但是因负荷经常波动而该补偿方式是长期固定补偿，故其适应能力较差，主要是补偿了无功基荷，在线路重载情况下补偿度一般是不能达到0.95。
在配电分支线上进行补偿，可以改善输电线路的运行特性，降低损耗，提高电压质量，对于改善我国配电线路过长、负荷率低、有功及无功损耗大、末端电压质量差的状况，是最为经济的可行性措施。
2.2.4 用户终端分散补偿方式
目前在我国城镇，低压用户的用电量大幅增长，企业、厂矿和小区等对无功需求都很大，直接对用户末端进行无功补偿(如图2.2的方式4)将最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平.《供电系统设计规范》(GBSOO52-95)指出，容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备无功负荷宜单独就地补偿。故对于企业和厂矿中的电动机，应该进行就地无功补偿，即随机补偿。与前面三种补偿方式相比本补偿方式将更能体现以下优点]24[：(l)线损率可减少20%。(2)减小电压损失，改善电压质量，进而改善用电设备启动和运行条件。(3)释放系统能量，提高线路供电能力。缺点是由于低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功需求来确定安装容量，而各配电变压器低压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时的闲置，设备利用率不高。
2.2.5 补偿方式比较
低压配电网四种无功补偿方式分别属于以下几类补偿形式:就地补偿、分散补偿、集中补偿。用户终端分散补偿属于个别补偿，也就是就地补偿。而杆上无功补偿方式属于分散补偿，低压集中补偿方式补偿既可属于就地补偿，也可属于分散补
偿。变电站集中补偿方式则属于集中补偿。
从节电角度来看，就地补偿方式是最佳的，对于长距离大用电设备更为适宜。由于负载末端功率因数的提高，可使其前面的配变电设备、配电线路等的损耗减少。这种方式的缺陷是投资高、利用率低。同时，由于安装地点在生产现场，运行条件较差，维护极为不便.而分散补偿这种方式的优点是对于负荷比较分散的用户，有利于实行无功分区平衡，体现了无功“就地平衡”的原则，可增加设备的承载能力。集中补偿的优点是可以提高配电变压器的供电能力，且设备的利用率高;可以减少母线、变压器和高压输电线路上的有功和无功损耗;可以改善电压质量;便于管理，维护操作方便.缺点是只对补偿点以上的系统进行补偿，如果在高压侧补偿，设备的一次性投资较大。综合以上四种无功补偿方式，性能比较如表2.l所示。
表2.1低压配电网四种无功补偿方式的性能比较
2.3 接线方式
2.3.1 三相共补的接线方式
传统的低压补偿都是采用三相共补的方式，根据控制器统一取样，各相投入相同的补偿容量，这种补偿方式的接线如图2.3所示。适用于三相负载基本平衡、各相负载的
cos相近的网络。
电容器投切开关 电容器投入时会产生的涌流，涌流的大小与线路阻抗有关，与电容器投入时电容器与电源间的电压差有关。在极端的情况下，涌流可以超过100倍的电容器额定电流。如此巨大的涌流会对电容器的寿命产生很大的影响，会对电网产生干扰，因此人们总是希望涌流越小越好。 1、专用接触器投切开关：为了减少电容器投入时的涌流，人们发明了CJ19系列投切电容器专用接触器，此类器件的基本原理是利用限流电阻首先接入电路使电容器预充电，从而减小电源与电容器间的电压差，然后主触点将限流电阻短路掉。此类器件通常可以将涌流降低到5倍以下，但切除电容器时的电弧不可避免，因此对接点的要求较高以保证足够的使用寿命。 2、晶闸管电压过零投入技术：由于晶闸管的导通损耗很大，使补偿装置的自耗电增大，不仅需要使用大面积的散热片甚至还要另加风扇。 3、复合开关技术：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。 4、同步开关技术：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，就是要在开关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。 同步开关与常用的复合开关相比较，省略了与磁保持继电器接点并联的晶闸管组件，于是结构简化，成本降低，又避免了晶闸管组件所容易出现的故障，因此可靠性大大提高。 TSC系列晶闸管可控硅功率模块是一种新型的可控硅控制电容投切开关，即TSC 动态投切开关，具有电压过零时刻投入，不产生涌流；电流过零时刻切除，不产生高压；全波导通不产生附加的谐波，无声运行。是替代交流接触器的一种新型开关。TSC系列功率模块集成了晶闸管、触发板、散热器、轴流风机、温度控制、接线端子等，用户使用时只须上端接电源，下端接电容，二次端接控制器输出，接线简洁，安装方便。用于动态补偿的电容投切。 安装简单，接线方便，可控硅采用进口，保证可控硅的使用的寿命和年限。 该产品采用可控硅电容投切智能控制电路。其充分利用软件硬件结合的优势，同步投入，PWM驱动输出，等电位检测技术，脉冲变压器触发，具有电压过零检测及投入准确；电流过零时刻切除；响应速度快、保护功能齐全等特点，保证了电容投切开关及负载电容工作时的长期安全与稳定。适用对电网功率因数的快速动态补偿及谐波治理电容的频繁投切。
唐山轨道客车有限责任公司110kV变电站 6kV分组等容自动投切无功补偿成套 装置 技术规范书
一、总则 本技术规范书的使用范围，仅限于唐山轨道客车有限责任公司110kV 变电站6kV母线高压自动投切无功补偿装置技术条件。该成套具有智能控制功能，控制合理、准确和迅速；电容分组合理，能用较少的分组达到较多的容量组合，补偿级差小；电容回路串联一定比例的电抗器，可有效的减小电容器投入时的合闸涌流，增加了设备的使用寿命，同时可抑制对线路谐波电流的放大，减少对电网造成的污染；装置还具有对电网运行数据进行监测、分析、记录等功能，并能在推荐或者规定的使用环境下长期正常运行。 本规范书详细规定了招标设备的供电环境条件，技术参数，质量要求及运行 方式等。 招标方具备生产过三台或以上符合招标文件所规定要求的产品，并已成功地 运行了三年以上。 本次招标设备要求经过权威部门鉴定并达国内先进技术水平。 本招标文件作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力。 二、执行的标准 设备符合国家、行业等有关标准。 GB 50227-95 GB 50062-92并联电容器装置设计规范 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB 50060-923-110KV高压配电装置设计规范 GB331.1-97 GB 14808-93 GB/T3983.2-1989 GB1207-1997 GB1208-1997 DL/T 604-1996 DL/462-1992 GB/T11024.1-2001高压输变电设备的绝缘配合 交流高压接触器 高电压并联电容器 电压互感器 电流互感器 高压并联电容器装置订货技术条件 高压并联电容器用串联电抗器定货技术条件 标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器：总则、 性能、试验和定额安全要求、安装和运行导则 GB/T11024.4-2001标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器：内部熔
WGB-57微机备用电源自投装臵 1 装臵简介 WGB-57系列微机备用电源自投装臵(以下简称装臵)是功能完善、先进的微机型备用电源自投装臵，主要用于35kV及以下电压等级的进线开关和内桥开关的自投。 1.1保护功能配臵： 1.2 产品主要特点 a. 本产品为微机保护装臵，其元器件采用工业品，稳定性、可靠性高，可以在高压开关柜等恶劣的环境中工作；宽范围使用环境温度-25℃～+55℃。 b. 抗干扰性能强，产品硬件设计中采用了多种隔离、屏蔽措施，软件设计采用数字滤波技术和良好的保护算法及其它抗干扰措施，使得产品抗干扰性能大大提高； c. 硬件、软件设计标准化、模块化，便于现场维护； d. 产品的人机接口功能强大，符合人机工程设计要求，菜单化设计，全中文显示，操作、调试方便，一般运行人员参考本说明书就能熟练操作； e. 可独立整定10套保护定值，定值区切换安全方便； e. 可保存最近发生的20个故障报告，掉电保持，便于事故分析； f. 工业级RS-485总线网络，组网经济、方便，可直接与微机监控或保护管理机联网通信； g. 产品通过通讯上传故障信息、实时状态量、实时模拟量、并可进行实时校时、定值调用和修改、定值区切换等操作。
2 技术参数 2.1 产品额定数据 a.额定辅助电压：直流或交流：220V或110V（交直流通用）； b.额定交流数据：交流电流： 5A； 交流电压: 100/3V，100V； 额定频率：50Hz； c.热稳定性： 交流电流回路：长期运行 2In； 10s 10In； 1s 40In； 交流电压回路：长期运行 1.2Un； 10s 1.4Un； d.动稳定性：半周波： 100In。 2.2功率消耗（额定状态下） a.辅助电压回路：正常工作时不大于10W，动作时不大于15W； b.交流电流回路：In=5A时，每相不大于1VA； In=1A时，每相不大于0.5VA； c.交流电压回路：每相不大于0.5VA 2.3 环境条件 a. 环境温度： 工作： -25℃～+55℃。 储存： -25℃～+70℃，相对湿度不大于80%，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内；在极限值下不施加激励量，产品不出现不可逆转的变化，温度恢复后，产品应能正常工作。 b. 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90％，同时该月的月平均最低温度为 25℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时，平均最大湿度不超过50％。 c.大气压力：80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。 2.4 抗干扰性能 a. 产品能承受GB/T 14598.14-1998第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰试验； b. 产品能承受GB/T 14598.9-2002第4章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验； c. 产品能承受GB/T 14598.10-2007第4章规定的严酷等级为A级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验；
1.热控电动门低压电源柜双电源切换装置技术改造规 1.1总则 1.1.1 本规书适用于华电热电热控电动门低压电源柜双电源自动切换装置改造项目的有关方面的要求，其中包括技术指针、性能、结构、试验等要求，还包括数据交付及技术文件要求等。 1.1.2本规书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规的条文，供方应保证提供符合国家或国际标准和本规书的优质产品。若供方所使用的标准与本规书所使用的标准不一致时，按较高标准执行。 1.1.3 如供方没有以书面形式对本规书的条文提出异议，那么招标方就可以认为供方提供的产品完全满足本规书的要求。 1.1.4本规书为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。 1.1.5在签订合同之后，到供方开始制造之日的这段时间，招标方有权提出因规、标准和规程发生变化而产生的一些补充修改要求，供方应遵守这个要求。 1.1.6本规书未尽事宜，双方协商解决。 1.2 供方的工作围 供方至少必须按下列项目提供双电源及其配套设备和相应服务： a. 设计 b. 装配 c. 材料试验 d. 设计试验 e. 生产试验 f. 包装 g. 检验 h. 运输及现场交货 i. 安装 j. 调试 i．安装结束，投入生产前相关试验合格。 2、技术要求
2.1 技术要求： a. 额定电压：400V b. 额定绝缘电压690V c. 额定频率：50HZ d. 额定工作电流：80A、125A e. 极限短路分断能力：Icu≥65KA f. 运行短路分断能力：Icu≥65KA g. 断电时间＜100ms 2.2 使用说明 本技术规书中的低压开关柜用于华电热电热控电动门低压电源柜自动双电源切换装置改造项目，其中装有必要的控制、保护设备。 2.3 双电源装置选用国际品牌应具有瞬时、超载、短延时、缺相保护等功能 对现有电气回路进行修改，现场能够显示投切状态，失电、缺相等故障声光报警。DCS远程监控投切状态，失电、缺相等故障信号，远程控制投切 2.4 所有导体接触面进行镀银处理 母线支持件和母线绝缘物，应为不吸潮、阻燃、长寿命的并能耐受规定的环境条件产品。在设备的使用寿命，其机械强度和电气性能应基本保持不变。 所有导体的支持件，应能耐受相当于它所接的断路器的最大额定开断电流所引起的应力。 2.5 接线 控制、测量表计和继电器等端子排均应为防潮、防过电压、阻燃、长寿命端子排。端子排的额定值不小于20A，500V，并具有隔板、标志牌和接线螺钉，每个端子应标上需方KKS的编号。 端子选用菲尼克斯系列端子。 应提供适当数量的备用端子，每排端子应有不少于15％的备用量。 供招标方外部连接用的端子，应按能连贯地连接一根电缆的所有缆芯来布置，一根外部联机应接至各自的引出端子桩头上。在所有端子的正前方，应留出足够的、无阻挡的接近空间。 由供方提供的控制线应为不小于1.5mm2交联聚乙烯绝缘线,额定耐压为600V，并具有耐热、防潮、阻燃性能。要求有挠性的地方，应采用多股导线。布线应没有磨损
微机备自投装置的基本原理及应用 本文介绍了微机线路备自投保护装置特性和应用中的供电方式，阐述其应用于母联备自投工作和线路备自投的工作原理及备自投保护装置运行条件及动作条件。 备自投保护供电方式技术条件 1.引言 随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各个领域也不断向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈进。有些电力用户尤其对不间断供电的要求显得更加突出。我国的电力供应主要还是依靠国家电网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业便自建电厂或配备发电机，因此各种电源的相互切换，保证电源的不间断供电和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。在GB50062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中的第十一章也明确规定了备用电源和备用设备的自动投入的具体要求。 微机线路备自投保护装置使系统自动装置与继电保护装置相结合，是一种对用户提供不间断供电的经济而又有效的技术措施，它在现代供电系统中得到了广泛的应用。在此只对微机线路备自投保护装置在电力系统中两种备自投方式和基本原理进行探讨。
微机线路备自投保护装置（以下简称备自投）核心部分采用高性能单片机，包括CPU模块、继电器模块、交流电源模块、人机对话模块等构成，具有抗干扰性强、稳定可靠、使用方便等优点。其液晶数显屏和备自投面板上所带的按键使得操作简单方便，也可通过RS485通讯接口实现远程控制。装置采用交流不间断采样方式采集到信号后实时进行傅立叶法计算，能精确判断电源状态，并实施延时切换电源。备自投具有在线运行状态监视功能，可观察各输入电气量、开关量、定值等信息，其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。 产品在不同的电压等级如110kV、10kV、0.4kV系统的供配电回路中使用时需要设定不同的电气参数，在订货时必须注明。在选择备自投功能时则一定不可以投入低电压保护，以免冲突引起拒动或误动。 变配电站备自投有两种基本的供电方式。第一种如图1所示母联分段供电方式，母联开关断开，两个工作电源分别供电，两个电源互为备用，此方式称为母联备自投方式。第二种如图2所示双进线向单母线供电方式，即由一个工作电源供电，另一个电源为备用，此方式称为线路备自投方式。
电容器组投切时的操作步骤 1）、全站停电操作时，应先拉电容器组开关，再拉各路的出线开关。 2）、全站恢复送电时，应先合各路出线开关，再合电容器开关。 3）、全站故障失去电源后，没有失压保护的电容器组，必须将电容器组断开，以免电源重新合闸时损坏电容器。 4）、任何额定电压的电容器组，禁止将电容器组带负荷投入电源，以免损坏设备，电容器组每次分闸后，重新合闸时，必须将电容器停电3——5分钟，放电后进行。 电容器自动补偿原理 一、KL-4T 智能无功功率自动补偿控制器 1、补偿原理 JKL-4T 智能无功功率自动补偿控制器采用单片机技术，投入区域、延时时间、过压切除门限等参数已内部设定，利用程序控制固态继电器和交流接触器复合工作方式，投切电容器的瞬间过渡过程由固态继电器执行，正常工作由接触器执行(投入电容时，先触发固态继电器导通，再操作交流接触器上电，然后关断固态继电器；切除电容时先触发固态继电器导通，再操作交流接触器断电，然后关断固态继电器)，具有电压过零投入、电流过零切除、无拉弧、低功耗等特点。 2、计算方法及投切依据 以电压为判据进行控制,无需电流互感器，适用于末端补偿，以保证用户电压水平。 1)电压投切门限 投入电压门限范围 175V ～210V 出厂预置 175V 切除电压门限范围 230V ～240V 出厂预置 232V 回差 0V ～ 22V 出厂预置 22V 2)欠压保护门限（电压下限）170V ～175V 出厂预置 170V
3)过压保护门限（电压上限）242V ～ 260V 出厂预置 242V 4)投切延时 1S ～600S 出厂预置 30S 3、常见故障及处理办法 用户端电压过低而电容器不能投入。 1）电压低于欠压保护门限。 2）三相电压严重不平衡。 二、JKL-4C 无功补偿控制器 1、补偿原理 JKL-4C 无功补偿控制器采用单片机技术，投切组数、投切门限、延时时间、过压切除门限等参数可由用户自行整定。取样物理量为无功电流，取样信号相序自动鉴别、转换、无须提供互感器变比及补偿电容容量，自行整定投切门限，满量程跟踪补偿，无投切振荡，适应于谐波含量较大的恶劣现场工作。 2、计算方法及投切依据 依据《DL/T597-1996低压无功补偿器订货技术条件》无功电流投切，目标功率因数为限制条件。 1）当电网功率因数低于COSФ预置且电网无功电流大于1.1Ic时（Ic为电容器所产生无功电流，由控制器自动计算），超过延时时间，补偿电容器自动投入。 2）当相位超前或电压处于过压、欠压状态时，控制器切除电容器。 3、常见故障及处理办法 1）显示 -.50 。取样电压电流线接错，应为线电压和另外一相流。 2）功率因数显示较低而不投入电容。目标功率因数设置过低或负荷过小或者过压保护门限设置过低。 三、PDK2000配电综合测控仪 1、补偿原理
设备定期投切试验制度 为了使运行设备安全可靠地长期运行，保证备用设备处于良好状态，对一些设备进行定期切换运行或试验，是确保机组安全运行的重要措施。 1．运行人员应在规定的时间内，按要求，严格认真的做好有关项目的定期切换和实验工作，并将执行情况记入交接班簿和定期切换实验簿，以备查考。 2．由于某些原因，不能执行（或未执行）定期切换工作或实验时，应注明其具体原因。不得随意改变执行时间或不执行。 3．例行实验的具体内容及要求详见集控运行例行试验表。本表中已列出的实验监护项目，必须严格执行操作监护制度。 4．本定期实验制度未列出实验的具体操作程序，因此其操作必须遵循各运行规程的有关规定。 5．操作员应熟悉场用电气运行方式，有较强的处理事故的应变能力。 6．本制度是运行基本技术管理制度之一，自公布日起执行。
集控运行例行试验表
备用电源自动投入装置定期切换实验制度为贯彻反事故措施，确保场用电的连续安全运行，决定进行备用电源自动投入装置（简称BZT）做定期切换试验。为使该项工作顺利进行，特制定本措施： 一、组织措施： 1.参加人员：风场场长、电气专工、安全员、技术员、运行组、检修组。 2.担任切换试验的操作员，应熟悉场用电气运行方式，有较强的处理事故的应变能力。 3.在进行备用电源自动投入装置（简称BZT）切换试验前，应根据运行方式做好事故预想，充分协调，明确分工，并将分工情况汇报场长。 4.在备用电源自动投入装置切换试验过程中，如果发生事故，各参加人员要立即中止试验操作，在值长的统一指挥下处理事故。 5.风场运行值长负责本分场检修及运行人员的协调工作。 二、备用电源自动投入装置切换试验的范围： 400V配电室 三、备用电源自动投入装置切换试验的周期： 切换周期原则为一个月。切换时机应选择在重要设备备用（或非工作）状态，如在试验周期内发现BZT工作异常，经修复后也应做切换试验。其试验时机的选择，参加试验的人员，与做定期试验时相同。其试验周期亦应从本次试验算起；若本月某段的BZT动作成功过，
MFC2031-1型 微机备用电源自投装置 - 1 -说明书 南京东大金智电气自动化有限公司 二00五年三月
目录 1.装置简介 (3) 2.主要技术参数 (3) 3.装置软硬件 (4) 4.备自投逻辑功能 (6) 5.辅助功能 (7) 6.定值参数整定及说明 (9) 7.背板端子说明 (10) 8.使用说明 (13) 9.运行使用说明 (16) 10.设计说明 (17) 本说明书不作为设计依据，本公司保留对产品更改的权利，实际以出厂图纸为准。 版本所有，请勿翻印、复印 版权：2 . 2 印刷：2006年3月
MFC2031-1型微机备自投装置说明书 - 3 - MFC2031-1型微机备用电源自投装置 说明书 1. 装置简介 MFC2031系列微机备用电源自投装置是在MFC2000系列微机厂用电快速切换装置的基础上研制而成的，在硬件和软件上，采用了MFC2000快切装置的成熟技术，结合备自投装置本身的技术要求，进行了相应的调整补充。 装置采用INTEL16位单片机，中文液晶显示菜单，性能优越，用户界面友好。装置具有完善的软硬件抗干扰措施，并具备485及RS232通信接口。 MFC2031-1型微机厂用低压备自投装置适用于发电厂低压厂用系统1个备用段（或备用进线）备1个工作段的场合，也可用于其它1备1场合。 2. 主要技术参数 2.1装置直流电源 a ． 额定电压 DC220V 或110V b ． 允许偏差 -20~+15% c ． 纹波系数 不大于5% 2.2额定参数 a ． 交流电压：100V 或57.7V b ． 频率：50Hz 2.3功率消耗 a ． 交流电压回路：当电压为额定值时，每相不大于1V A b ． 直流电源回路：当工作正常时，不大于30W 当自投动作时，不大于50W 2.4输出接点容量 a ． 跳合闸接点容量：DC220V ，5A （接通） b ． 信号接点容量：DC220V ，50W 2.5电压测量准确度 a ． 刻度误差：不大于±1% b ． 温度变差：在工作环境温度下，不大于±1% c ． 综合误差：不大于±2% 2.6工作大气条件 a ． 环境温度：-10~+50℃ b ． 相对湿度：5~95% c ． 大气压力：86~106Kpa
电容器投切方式比较分析 关键词：静止无功补偿装置静止无功发生器晶闸管开关可控硅开关复合开关 近年来，随着对供电质量要求的不断提高和节能降耗的需要，无功补偿装置的使用量快速增长。随后各种不同无功补偿装置不断研发推出应用，如：静止无功补偿装置SVC、静止无功发生器SVG、晶闸管投切电容装置TSC等。但由于技术成熟悸或投入大等各种因素影响，目前使用范围最广，投入成本低，最易普及的仍是低压无功补偿装置。本文仅对目前国内存在的几种类型的低压电容投切装置的性能及优缺点进行分析，供用户和设计人员参考，以达到合理使用、提高企业经济效益、节约资源的效果。 一、性能比较 目前，国内的电容投切装置所采用的开关元件可以分为三大类： 1、机械式接触器投切电容装置（MSC） 接触器投入过程中，电容器的初始电压为零，触点闭合瞬间，绝大多数情况下电压不为零、有时可能处在高峰值（极少为零），因而产生非常大的电流，也就是常说的合闸涌流。实验表明合闸涌流严重时可达电容器额定电流的50倍。这不仅影响电容器和接触器的寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。因此，后来采用串接电抗器和加入限流电阻来抑制涌流，这虽然可以控制合闸涌流在额定电流的20倍以内，但从长期运行情况来看，其故障率仍然非常高，维修费用较高。 总的实践应用反映，其性能如下：优点：价格低，初期投入成本上升少，无漏电流 缺点：涌流大，寿命短，故障多，维修费用高 2、电子式无触点可控硅投切电容器装置（TSC） 可控硅投切电容器，是利用了电子开关反应速度快的特点。采用过零触发电路，检测当施加到可控硅两端电压为零时，发出触发信号，可控硅导通。此时电容器的电压与电网电压相等，因此不会产生合闸涌流，解决了接触器合闸涌流的问题。但是，可控硅在导通运行时，可控硅结间会产生一伏左右的压降，通常15KV AR三角形接法的电容器，额定电流22A，则一个可控硅消耗功率约为22W。如以一个150KV AR电容柜来算，运行时可控硅投切装置消耗的功率可达600W，而且都变成热量，使机柜温度升高。同时可控硅有漏电流存在，当
备用电源自投装置设计、应用的若干问题 作者：佚名文章来源：不详点击数：857 更新时间：2006-5-18 备用电源自投装置设计、应用的若干问题 郑曲直，程颖 (昆明供电局，云南昆明650011) Asummarization on design and application of backup power switchover unit ZHENGQu－zhi，CHENGYing (Kunming Power Supply Bereau in Yunnan Pronvince，Kunming 650011，China) Abstract：This paper studies severalproblems on design and application of backup power switchover unit，gives some principles ofthe designandthe application ofbackup power switchover unit，such as design ofstart conditions，using oftransmissionline and main bus voltage，designof blocking logic，questionsof matching between multi－levelbackup powerswitchoverunits and matching between backup power switchoverunitand auto－reclosing unit and some other special problems．This paper also analyzes the realizability of adaptive backup power switchover unit，indicatesthatthe microprocessor－based backup power switchover unitshould be ableto automatically select properactuating logic according tothe operating manners of powersystem． Key words：backup power switchover unit；design；adaptive 摘要：针对电力系统中备用电源自投装置在设计、应用中的若干问题进行总结，提出备自投方案设计和应用中备用电源自投的启动条件设计、线路和母线电压的取用、备自投闭锁逻辑的设计、多级备自投间和备自投与重合闸间的配合以及一些特殊情况的处理原则，对自适应备自投功能的实现逻辑进行了分析，提出微机备用电源自投装置应能根据系统运行方式变化自动选择适当的动作逻辑。 关键词：备用电源自投；设计；自适应 1 概述 备用电源自投装置(备自投)是电力系统中为了提高供电可靠性而装设的自 动装置，对提高多电源供电负荷的供电可靠性，保证连续供电有重要作用。备自投装置是当工作电源因故障或其他原因消失后，迅速地将备用电源或其他正常工作电源投入工作，并断开工作电源的自动装置。文献［1］对备自投装置的装设、动作逻辑等都提出了明确的要求。 随着计算机技术的发展，以单片机或可编程逻辑元件构成的微机型备自投得到大量应用，其设计和运行上的灵活性为备自投装置的应用提供了新的思路。笔者近年在工作中遇到很多由于对备自投原理认识不深或限于对常规式备自投的
电容器投切对无功补偿的影响 【摘要】电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上，能量在两种负荷间相互转换。因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前，利用投切并联电容器来调节无功补偿已经非常普遍。 【关键词】电容器；无功补偿；投切 在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。 1 无功在供电系统中的影响 1）接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的，我们最常见的变压器就是通过磁场才能改变电压并且将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。电容器在交流电网中接通时，在一个周期内的，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫做容性无功功率。 2）无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起： （1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。 （2）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使用户的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给油田的生产造成很大的损失。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压、额定电流和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。 2 减少无功，提高功率因数的方法
微机型备用电源自投装置与电网间的配合摘要:提出微机型备用电源自投装置与电网间的配合问题，分析几例备自投装置运行中存在的缺陷，寻找对策，解决问题，保证了备自投装置的动作正确性和电网供电的安全可靠性。 关键词：微机型；备自投；电网结构；动作；闭锁 abstract:put forward the cooperation problems between micro-computer-based automatic clossing reserve source equipment and power network’s structure, analyse several defects in automatic clossing reserve source equipment operating , seek the way to deal with ,solve the problem,ensure the performing correctness of automatic clossing reserve source equipment and the safety reliability of supply electricity. key words: micro-computer-based; automatic clossing reserve source; power network’s structure;performance;block 中图分类号：u665.12文献标识码：a 文章编号： 1 简介 随着经济飞速增长，电网的不断发展，地区用户对电网供电的安全可靠性要求越来越高。在江苏省宜兴市供电公司电网中，地区110kv及35kv系统均采用辐射形网络进行供电，微机型备用电源自投装置（当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致于停电的装置。下文简称备自投）
TBBZ自动投切高压并联电容器装置 安装使用说明书 1 概述 TBBZ柱上式自动投切高压并联电容器装置（以下简称装置）适用于10千伏或6千伏配电线路中，作提高功率因数、降低线路损耗、改善电压质量之用。 本装置可根据线路需要，由用户自行设置，实现并联电容器的自动投切。同时还具有短路、过电流、过电压、欠电压等保护功能。所采用的JCZ1系列真空接触器，具有合闸无弹跳、分闸不重燃、寿命长等特点；高压并联电容器带内熔丝和放电电阻；无功补偿自动控制器抗干扰能力强，性能可靠；装置还配有户外式控制电源变压器。本装置结构紧凑、安装方便。 符合标准JB/T7111-1993《高压并联电容器装置》、DL/T604-1996《高压并联电容器装置订货技术条件》。 2 使用环境条件 2.1 周围空气温度：上限+45℃，下限-40℃。 2.2 海拔高度：不高于1000m。 2.3 风速：不大于35m/s。 2.4 日照：幅度（最大）为0.1W/cm2。 2.5 地震：地震烈度不超过8度。 2.6 化学条件：安装场所无有害气体和蒸气，无导电性或爆炸性尘埃。 3 型号含义及主要技术参数 3.1 型号含义 Y接线方式 装置的额定容量kvar 额定电压kV 柱上式 并联电容器装置 3.2 主要技术参数 主要技术参数见表1。
表1 装置主要技术参数表 4 结构和工作原理 4.1 本装置由全膜高压并联电容器（带放电电阻及内熔丝）、跌落式保险，真空接触器、电压互感器，氧化锌避雷器、电流互感器，放电线圈、高压无功补偿控制器、保护回路及金具组成。 4.2 本装置有双杆安装及单杆安装两种结构型式（详见附图1、2），一次接线见附图3。 4.3 工作原理 4.3.1 关合跌落式熔断器，装置高压电源被接通，电压互感器向高压无功补偿自动控制器（简称自控器）及真空接触器操动机构提供交流100V电源。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，自控器接通操动机构电源，使真空接触器合闸，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，自控器接通分励脱扣器电源，使真空接触器分闸，将电容器组退出运行。从而实现电容器的自动投切，达到提高功率因数、降低线损、改善电压质量的目的，同时防止无功倒送。
备用电源自投装置设 计
备用电源自投装置设计、应用的若干问题 备用电源自投装置设计、应用的若干问题 郑曲直，程颖 (昆明供电局，云南昆明650011) Asummarization on design and application of backup power switchover unit ZHENGQu－zhi，CHENGYing (Kunming Power Supply Bereau in Yunnan Pronvince，Kunming 650011，China) Abstract：This paper studies severalproblems on design and application of backup power switchover unit，gives some principles ofthe designandthe application ofbackup power switchover unit，such as design ofstart conditions，using oftransmissionline and main bus voltage，designof blocking logic，questionsof matching between multi－levelbackup powerswitchoverunits and matching between backup power
switchoverunitand auto－reclosing unit and some other special problems．This paper also analyzes the realizability of adaptive backup power switchover unit，indicatesthatthe microprocessor－based backup power switchover unitshould be ableto automatically select properactuating logic according tothe operating manners of powersystem． Key words：backup power switchover unit；design；adaptive 摘要：针对电力系统中备用电源自投装置在设计、应用中的若干问题进行总结，提出备自投方案设计和应用中备用电源自投的启动条件设计、线路和母线电压的取用、备自投闭锁逻辑的设计、多级备自投间和备自投与重合闸间的配合以及一些特殊情况的处理原则，对自适应备自投功能的实现逻辑进行了分析，提出微机备用电源自投装置应能根据系统运行方式变化自动选择适当的动作逻辑。 关键词：备用电源自投；设计；自适应 1概述 备用电源自投装置(备自投)是电力系统中为了提高供电可靠性而装设的自动装置，对提高多电源供电负荷的供电可靠性，保证连续供电有重要作用。备自投装置是当工作电源因故障或其他原因消失后，迅速地将备用电源或其他正常工作电源投入工作，并断开工作电源的自动装置。文献［1］对备自投装置的装设、动作逻辑等都提出了明确的要求。
户外双电源自动投切装置 安装使用产品前，请阅读说明书并保留备用 产品可在海拔2000米以上高原地带使用。 1 概述 HZW8-12型户外双电源自动投切装置（以下简称“双电源装置”）系三相交流50Hz户外高压开关设备，由两台柱上真空断路器和一台MGK13智能双电源切换控制器构成；该装置主要应用于煤矿、石油、钢厂等高供电可靠性场所以及农网和城网的10kV配电系统，作为分、合负荷电流、过载电流、短路电流之用，并可实现双路电源自动切换，保证重要负载的实时供电，具有占地少，投资小，调试维护方便等特点，是实现供电自动化的理想开关设备。 2 型号及含义 3 使用条件 ◆周围空气温度：-25℃～+40℃； ◆海拔高度：不超过2000m； ◆周围空气可以受到尘埃、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐雾的污染； ◆风速不超过34m/s； ◆来自开关设备和控制设备外部的振动或地动是可以忽略的； ◆污秽等级：Ⅳ级。 4 主要功能
3.1功能特点 （1）实现双电源互投控制、优先级备自投控制，具有故障闭锁、PT断线闭锁、两侧开关位置闭锁，一侧失压分闸，一侧自动合闸功能。 （2）可根据用户要求，可配备过流、限时速断保护功能，保护定值可连续可调。 （3）遥控功能，可配备无线遥控器，实现近距离遥控开关合、分控制，且带有自动逻辑闭锁判断功能，安全可靠。 （4）本地操作、自动操作模式，可互相转切换，并可根据用户要求具有主、备投优先级功能。（5）可根据用户要求，配置完善的‘四遥’功能，可实现遥控、遥测、遥信、遥调功能。 5 主要技术参数 5.1 断路器的主要技术参数见表1 5.2 智能双电源控制器的主要技术参数见表2 HZW8-12Y型高压双电源自动转换装置是由两台高压真空断路器和智能控制器两部分组成。 应用于交流50赫兹、额定电压12KV、额定电流至630A的双路电源供电系统中，当一路电 源发生停电或欠压时自动切换到另一路正常电源供电，可靠保证供电的连续性。同时具 有短路及过流等保护互锁功能，有效避免了负载故障时不必要的再次供电冲击。在常用 电源发生故障时,切换装置可以完成与备用电源的自动切换,以保证可靠性和安全性。也 可根据负载的需要进行两路电源之间的选择切换。特别适用于不允许断电的重要场所, 作为保证连续供电的重要电气控制装置,是与高压真空断路器配套的自投自复型双路电 源自动切换装置。为新一代设计新颖、性能完善、安全可靠、自动化程度高、使用范围 广的双路电源自动切换产品。 产品广泛使用于油田、矿山10kV配电线路，工矿企业10kV线路。
高压无功补偿装置技术说明 一、概述 TBB型高压无功自动补偿装置，适用于大中型电力用户6KV（10KV）供电母线的无功自动跟踪补偿，通过对母线上电容器组的自动跟踪投切来实现对无功功率的控制。 功能特点： 1、电容器组循环投切，先投先切，投切延时可设定。 2、故障时微机保护单元切除并闭锁该组电容器，其它电容器组正常运行。 3、根据系统的电压情况及功率因数和无功功率投切电容器组，使系统的功率因数稳定在 0.95----0.99，不会过补。 4、每组电容器容量按系统无功的实际情况设计。 5、带有RS-232 、RS-485及红外通迅口。 6、具有温度检测功能，自动检测柜内温度，并能控制电容室排风扇，排气降温。 7、可本地和远程控制电容器组。 8、停电自动退出，上电自动运行。 二、技术参数： 技术条件 额定运行电压： 6KV/10KV 最高运行电压： 7.2KV/12KV 额定频率： 50HZ 三、使用条件: 1、安装位置：户内 2、环境温度：-25℃～+45℃ 3、最高温度：85℃ 4、大气压力：0.084MPA 5、海拔高度：不超过2000米 6、安装地点：无有害气体、蒸汽、导电性或爆炸性尘埃 7、地震基本烈度:Ⅷ度 8、相对湿度：月平均不超过90%，日平均不超过95% 9、爬电距离：≥2.5kV/cm
四、结构组成 （1）结构组成 装置由柜体、隔离开关、避雷器、真空断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器、喷逐式熔断器、并联电容器及控制箱组成。 控制箱内有控制器、微机保护单元、电流表（三相）、电压表、运行状态指示、本地控制按钮、内/外控选择开关，从而实现内/外控两种控制方式。 型高压无功补偿控制器 高压无功补偿控制器适用于6KV（10KV）电力系统的无功自动控制装置，可根据母线电压及系统的无功功率的需求情况，通过对已配备的电抗器与电容器组的串联组合进行自动投切来实现对无功功率的控制，使电容器工作在最佳状态，有效的减少无功损耗并保持系统功率因数在较高范围内。 功能特点： 1、液晶显示功能：控制器可实时显示日期时间、各相电压、电流、有功功率、无功功率、频率、 功率因数、电度等模拟量及电容器投/切状态。 2、报警及保护功能：过压、欠压闭锁，相序错、谐波越限闭锁等功能 3、可对当地1~6组电容器进行循环投切。 4、采系统PT二次侧电压、CT二次侧电流，以无功功率为投切信号，投切上、下限可设，避免 投切振荡。 5、具有谐波测量功能。 6、通迅功能：具备R S-232和RS-485和红外口三种通信接口，通信波特率可选。 使用条件: ?安装位置：户内 ?环境温度：-25℃～+45℃ ?最高温度：85℃ ?大气压力：0.084MPA ?相对湿度：<85%（25?C） ?海拔高度：不超过2000米 ?地震基本烈度:Ⅷ度 ?安装地点：无有害气体、蒸汽、导电性或爆炸性尘埃 ?相对湿度：月平均不超过90%，日平均不超过95%
可行性研究报告 项目名称：无功补偿电容器设备智能分析及自动投切系统 申请单位： 起止时间： 项目负责人： 通信地址： 邮政编码： 联系电话： 传真：
申请日期：
一、目的和意义 目前我国电力行业对电压的控制一般是将每日分为几个典型时段，以不同的上、下限值，进行比较粗糙的人工控制。调度运行人员在发现电压越限时，凭经验进行简单的调整，不但劳动强度大，而且不能及时发现电压越限，造成电压质量的降低。现代化工业设备和家电用品对电压的质量提出了很高的要求，只有采用自动电压控制的方法才能进一步提高电压质量。 电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力系统的安全与经济运行，对保证用户安全生产和产品质量以及电器设备的安全与寿命有重要的影响；而电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，有效地控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且提高电力系统运行的稳定性和安全性，降低电能损耗，充分发挥经济效益。 无功补偿电容器设备智能分析及自动投切系统应在确保电网与设备安全运行的前提下，从全网角度进行无功电压优化控制，实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少、电压合格率最高、网损率尽可能小，从而进一步提高电网调度自动化水平，提高电力系统运行的稳定性和安全性，全面改善和提高电网电压质量，降低电网损耗，提高设备出力。 二、国内外研究水平综述 基于国际标准的AVC部分程序文件仍然在制定或修改之中，因此国内外目前还没有完全符合该项目的标准产品。从跟踪、研究标准的角度看，国内外厂家如电科院、南京自动化研究院（南瑞）、北京四方等并没有大的差距，大体上是同步的。