无功补偿装置

传统配网中台架式配变台区的标准配置是由变压器、配电箱、计量箱等诸多设备组成，配电箱中安装变压器监测终端以实现对变压器的在线监测及无功补偿的控制，计量箱中安装用电信息采集终端以实现对计量电表远程数据的采集。这种多种信息的多路采集、分散控制的缺点是显而易见的，突出表现在台架设备众多、占地面积大、现场施工复杂、智能监测设备重复投资、运行维护成本高等问题。 同时，配变台区无功补偿作为配网节能降损的主要技术措施，随着近年来国网公司配网节能改造项目的大力实施，配网台架就地安装了大量无功补偿装置。这些设备位置分散，造成配网无功补偿维护和管理困难，设备健康状态无法及时准确掌握，设备的无功投入及带来的节电效果不能进行量化评估。相对配网节能降损和生产运营不断增大的压力，配网无功监控管理相对带后，管理手段仍然粗放。 因此追切需要研发集多种数据采集应用功能于一体的新型智能配变终端，依托其搭建无功节能及运维支撑平台，变被动响应为主动运维，提升配网设备运维管理水平，提高无功补偿设备利用效率，有效降低配电网的损耗，解决配电网无功管理基础薄羽问题，推动节能降耗工作在配电网领域的深入开展。

无功功率补偿技术随着电力系统的出现而出现，并随着电力工业的发展和电力负荷的多样性而不断进步。电力系统发展到现在已出现三代无功补偿技术；同步发电机补偿、同步调相机补偿、并联电容器补偿、并联电抗器补偿，属于第一代补偿技术；基于自然关断晶闸管技术的SVC（相控电抗器（TCR）、磁控电抗器(MCR)）属于第二代无功补偿技术；基于IGBT、IGCT等大功率可控器件的补偿装置SVG(Static VAR Genarator)属于第三代无功补偿技术，不再采用大容量的电容器、电抗器，而是通过大功率电力电子器件的高频开关（IGBT）实现无功补偿的变换。

项目针对我国配电网低压配电设备智能运检、保护器试跳和线路电压调节等技术难题，研发了带边缘计算技术的终端、保护器性能自动检测和线路电压自动调节等装置，实现了低压配电网状态的感知范围、精准研判和智能处理。 主要创新点：一是研制了低压配电柜短信终端和智能控制终端，发明单、双交叉运算判据方法对多个传感器与监测仪数据进行处理，开发了早期故障诊断程序嵌入终端和保护器主处理器，提出了故障类型自动识别的方法，解决了故障早期预警并精准隔离。二是采用基于多源信息融合技术，提出了对保护器内部部件进行检测前、中、后的故障诊断方法，研制远程自动接地动作试验装置，形成了变、线、户故障早期诊断网络。三是提出了采用线路电压采样控制无功投切技术，研制了便携式调压自动无功补偿装置，提出了低压配网首末端电压协同治理的方法，解决了线路电压的自动调节。 根据浙江省技术经纪人协会科技成果鉴定委员会认为，项目整体技术达到国内领先水平，其中远程漏电保护器故障及交流接触器堵塞或故障判断装置达到国际先进水平。项目已获授权专利28项，其中授权发明专利18项、实用新型专利10项，软件著作权3项；发表论文9篇。项目整体技术应用地区，公变侧故障早期诊断误报率下降了14.57%，诊断时间从原15min降至2min，缩短每座公变25min巡视时间；保护器停电检测时间缩短了35min，正确率达到100%；线路和用户侧故障早期诊断时间从原60min降至2min。项目还获得了行业内外广泛关注，入选中国电力企业联合会《配电网建设改造创新成果及应用案例汇编》，2019年被国网列入科技成果转化目录，2020年1月又与上海置信电气股份有限公司成功签订了《职工技术创新成果许可意向协议书》，因此，本成果系列产品推广前景巨大。

（1）实现对风电场继电保护整定计算的自动化与智能化；（2）实现对风电场短路故障的模拟和分析、为风电场事故分析提供参考依据；（3）实现风电场继电保护定值的管理、继电保护技术培训等功能。（4）研究风电场短路故障时风电场关键节点处的短路电流幅值和持续时间；（5）研究中性点接地方式、无功补偿装置、低电压穿越等因素对定值的影响；（6）研究风电机组短路电流特点对集电线路以及变压器过流保护的影响；（7）研究通过时间、闭锁等方式开风电机组短路电流的基本方案；（8）研究集电线路过流保护的配置以及整定原则；（9）研究集电线路过流保护增加复压闭锁、方向闭锁的必要性以及设置原则；（10）研究采用低电阻接地系统的风电场零序保护的配置方案；（11）着重研究风机进线零序保护的整定原则以及接地变压器零序保护和过流保护的计算方法；（12）研究风电场保护（进线保护与主变高低后备保护、风电机组保护与进线保护）之间的相互配合原则。项目获得软件著作权专利2项。

随着城市地下电缆配电系统的不断发展，电缆容性充电电流引起的轻负荷期的电压升高问题日益引起重视。10kV三芯带铠电力电缆与架空线相比,其对地电容电流是架空线的30～100倍。电缆比例的提高,显著加大了供电系统的对地电容电流与相间电容电流。《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》6.2条要求对进出线以电缆为主的220KV变电站应配置相应的感性无功补偿装置。但现阶段解决此问题的传统方法是采用固定式电抗器补偿电容电流，不能根据系统的实时情况进行动态调节，设备利用率较低，而且电抗器处于满负荷运行状态，负载损耗较大。用于配电网的意义:随着城市地下电缆配电系统的不断发展，电缆容性充电电流引起的轻负荷期的电压升高问题日益引起重视。《电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》6.2条要求对进出线以电缆为主的220KV变电站应配置相应的感性无功补偿装置。如果在配电网上装设感性无功发生器，可针对变动比较大的负荷（如为电气化铁路供电的变电站，风电、水电等间歇性波动较大能源接入的变电站等）进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动、功率因数及谐波进行综合治理，在有效的改善电能质量的同时，可取得明显的节能降耗效益。用于配电网的意义∶随着城市地下电缆配电系统的不断发展，电缆容性充电电流引起的轻负荷期的电压升高问题日益引起重视。《电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》6.2条要求对进出线以电缆为主的220KV变电站应配置相应的感性无功补偿装置。如果在配电网上装设感性无功发生器，可针对变动比较大的负荷（如为电气化铁路供电的变电站，风电、水电等间歇性波动较大能源接入的变电站等）进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动、功率因数及谐波进行综合治理，在有效的改善电能质量的同时，可取得明显的节能降耗效益。

工程名称湖南长沙望城500千伏变电站工程，建设时间2019年6月1日开工，2020年6月30日建成投产。工程概况总占地面积7.1公顷，围墙内占地面积4.18公顷，总建筑面积1244.17平方米，本期新建两组500千伏主变压器、500千伏出线4回、220千伏出线10回、无功补偿装置4组。工程亮点大量采用装配式围墙、装配式防火墙、预制成品检查井等装配式建构筑物，减少现场作业，提高施工效率；最大限度节约资源并减少影响环境的施工作业，实现节能、节地、节水、节材和环境保护。

一、技术（产品）总体描述； 线路型无功补偿装置具有极佳的节能稳压效果，本装置通过结构和元件技术优化，可靠性更高，运输安装更便捷，节能稳压效果更好，运行管理更智能更方便。 二、要功能及优势分析； 单元化单杆安装设计：体积小，重量轻，特别适合野外运输和安装。 双路四级补偿：两组电容，编码投切，四种补偿状态，精细无功补偿。 开口式罗氏技术互感器：磁路不需封闭，任意杆型安装。二次输出毫伏级弱电压信号，无开路高压危险，可带电检修。 永磁机构双路投切开关：结构简单，运行不带电，节能安全可靠，贴合电容器特性优化设计，避免击穿重燃。 配电监测与无线“四遥”：可通过手机或电脑监测控制。 三、技术性能指标； 额定电压10kV，最小容量50+50kvar；最大容量300+300kvar。 四、应用领域 主要用于10kV架空线路，用以减少无功流动，达到降低线损、提高线路末端电压，增加线路输电能力的目的，并且可以减少变电站设备的投资，是投资最经济、回报率最高的电力设备。