配变不平衡补偿解决方案

1. 用途及使用范围
JKWB型配变平衡智能终端装置具有结构紧凑、体积小、重量轻、功能强、技术经济指标高、维护使用方便等特点。
JKWB型配变平衡智能终端装置可工作于额定电压380V、工作电流小于1500A的低压公用供电场合，主要在居民用户集中地区使用。该装置具有调整不平衡的三相电流、进行无功补偿、谐波测量及保护、远程监测、负荷测量等功能，同时它可替代无功补偿箱、配变终端等多种装置，既解决了实际问题，又降低了投资成本，可以说是一举多得。

2. 型号及其含义


3. 装置的正常工作条件
3.1周围空气温度上限不超过+55℃，下限不低于-20℃。
3.2安装地点海拔不超过2000m.
3.3大气相对湿度在周围空气温度+55℃时不超过20％；在较低温度下可以有较高的相对湿度，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℃，并考虑到因温度变化发生在产品表面上凝露。
3.4污染等级：3级别。
3.5安装方式：落地安装、杆上安装、箱变内集成。

4. 结构概述
JKWBP型配变平衡智能终端装置由总开关、用户开关、电流互感器、JKWB配变负荷平衡控制器、电容器、电容器投切复合开关、机箱、支架等附件组成。（见附图1）
总开关可起到现有低压开关箱中进线开关的作用,用户端可以配置多路空气开关；
电流互感器CT1,CT2,CT3接进线端，是补偿后的电流；
电流互感器CT4,CT5,CT6是负荷端电流，是补偿前的电流；
电容采用自愈式低压并联电容器；
电容器投切复合开关采用可控硅和接触器并联的方法，由工业芯片控制，开关在投切电容瞬间采用可控硅过零触发的特性，避免产生电容器合闸涌流和谐波；开关正常工作时，使用接触器减小压降损耗，避免发热。
机箱外壳由不锈钢板焊接而成，采用前后双开门结构；内部为双层布置，前一层为负荷控制部分，后一层为控制器及投切元件。

图1：元器件布置图及现场效果图
5. 控制器功能
控制器通过电压互感器和电流互感器对电网进行采样，用DSP对采样数据进行FFT运算、分析，控制电容投切容量，并对数据记录和远传。
5.1基本功能
5.1.1 实时显示功能
友好的人机界面，全中文液晶显示，实时显示三相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率、电量、三相电压谐波总畸变率（THDu）、 电流谐波总畸变率（THDi）、电压的 3～17次谐波电压含有率(HURn）、实时时钟等。
5.1.2 参数设置功能
通过键盘可设置时间，CT变比、电容器组合方式、电容器容量、谐波保护门限等。
5.1.3 实时通讯功能
具有RS232通讯接口，可通过RS232/485转换头与配电自动化系统相连。上传实时数据显示和整点数据、统计数据查询，包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、三相谐波电压总畸变率和三相谐波电流总畸变率等。
5.1.4 数据存储功能
可存储65天的电网运行数据。包括每天整点数据、每天统计数据、每日的电量。利用掌上电脑一次采集所有数据，通过RS232或USB口输入前置机，生成数据库。通过SCADA软件生成各种报表及曲线，为配变管理和电网电能质量分析提供依据。以下对数据包中的数据进行说明：
5.1.4.1整点数据
三相电压、电流、COSФ、有功、无功、电压电流谐波总畸变率、电压的3～17次谐波含有率。
5.1.4.2每天统计数据
电压超上下限时间；电流超负荷时间；电压缺相时间；电压、电流、COSФ、有功、无功、平均COSФ、总有功、总无功最大值和最小值及其发生的时刻；电流15分钟的最大值及其发生的时刻；每天COSФ > 0.9的时间、COSФ < 0.8的时间；每天总有功电量、总无功电量。
5.2 控制功能
5.2.1 保护功能
装置具有过电压保护、失压保护、缺相保护、谐波电压超限保护功能。
5.2.2 自动/手动切换功能
具有自动、手动切换功能，手动控制用于电容接线调试。
5.2.3 采用等比电容器补偿方式
为补偿无功功率同时调整三相功率不平衡，采用相间投入不相等的电容量。为提高补偿精度，装置采用1:2:4:4:4或1:2:4:8:8或1:2:4:8:16的电容，补偿容量根据变压器大小和用户负载确定。实现动态补偿，无投切振荡。
5.2.4 无触点开关过零投切，无合闸涌流、无过电压
采用过零触发技术，响应时间快，投切电容器时不产生电弧、无浪涌、无过压、引起的谐波分量很小。
5.2.5 电容正常工作时使用触点开关
可控硅导通时有压降损耗，需要散热。当有很多可控硅同时工作时，电能损耗很大。所以，我们在装置中使用复合开关（可控硅+继电器）做电容器的投切开关。

6. 技术参数
6.1 基本参数
工作电压：AC220V±20%三相四线
电源频率：50Hz±5%
取样电压：AC220V±20%三相四线
取样电流：0～5A
取样电压回路功耗：＜0.1VA/相
取样电流回路功耗：＜0.5VA/相
取样电压回路过载能力:1.2倍额定电压连续工作并保持精度恒定
取样电流回路过载能力：1.2倍额定电流连续工作并保持精度恒定
6.2 测量精度
电压、电流：±0.5%
功率因数、有功、无功：±1%
电能精度：±1%
谐波电压含有率：±1% (3～17次)
谐波电流含有率：±1% (3～17次)
投切响应时间：< 20ms
6.3 控制参数：
电压上极限： 推荐值240～255V， 步长1V。出厂预置242V
电压下极限： 推荐值220～180V， 步长1V。出厂预置198V
（电压上限、电压下限是用来设定电压回差，防止频繁投切）
谐波电压保护定值：推荐值1%～40%，步长1%。出厂预置8%
门限参数：设定无功补偿投切量的回差，防止装置频繁投切，具体根据装置单级容量来确定无功上限值（无功上限值必须大于△电容器容量除以3的值），推荐值为单级容量的1.1～1.5倍
投切延时：推荐值1～255s，步长1s。出厂预置21s
输出接点：30个输出信号，每个信号DC5V×10mA。
6.4 通讯
物理接口：RS232/ RS485
通讯规约：约定
波特率：　4800bps
通讯方式：现场采用PDA或笔记本电脑，远程采用无线通信方式。
6.5 绝缘强度
在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象，试验电压1500V。
6.7 使用条件
3.7.1 环境条件
3.7.1.1 工作环境条件
环境温度：－20～55℃
相对湿度：40℃ 时20%～90%
大气压力：79.5～106.0kPa（海拔2000m及以下）
3.7.1.2 周围环境要求
不允许有较强的振动与冲击
不允许有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质存在，不得含有爆炸危险的介质，不允许有严重的霉菌存在。
3.7.1.3 运输、储存环境条件
环境温度：－40～60℃
相对湿度：50℃ 时90%

7. 控制器操作：见JKWBP配变负荷平衡控制器使用说明书。

8. 电容器及投切开关
8.1 投切开关
在普通配电开关柜中一般使用交流接触器投切电容，电容投入瞬间产生冲击电流，对电网中的其他设备和电容器本身造成损害，电容经常击穿，容量下降，补偿效果降低。在低压无功补偿成套装置中，采用晶闸管投切电容器（TSC），和机械投切电容器（MSC）相比，晶闸管的操作寿命很长，而且晶闸管投切时刻可以精确控制，减少了冲击电流，而且不产生谐波。但晶闸管导通时有压降而产生损耗。我们把两者的优点进行结合，做成了新型的电容器投切用复合开关，在实际应用中效果良好。投切用复合开关的特点：
a.在电容器上电压过零投，电流过零切。
b.投切时无冲击电流，功耗低，无需加装散热器和风机。
c.投切时无触电拉弧，无谐波污染，具备自保护能力。
d.采用光隔离技术，控制器输出低压驱动，抗干扰能力强。
e.安装方便，接线简单。
8.2 电容器的特点
在本装置中使用金属化聚丙烯电容做补偿电容，具有介质损耗因数低、自愈性的特点。在无功补偿装置中，一般将电容器分成几组，可根据电网的无功需求投切这些电容器。电容器分组比较灵活，一般希望能组合产生的电容级数越多越好，但是综合考虑到系统复杂性以及经济性，我们采用十六进制的方案。即采用1：2：4：8：16C的电容组合。如果补偿容量较小，建议使用二进制的方案，用k-1个电容值为C的电容，和一个电容值为C/2的电容。我们把所有的电容做在一起，成为一个整体。减小了安装体积。图示如下：
图2
9. 安装使用及维护
9.1安装环境条件
9.1.1 海拔高度不超过2000米。
9.1.2 设备的工作环境条件应满足整机技术指标的温度与大气条件。
9.1.3 周围无严重尘土，无爆炸危险的介质，无腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体颗粒，无严重霉菌，无强电磁场干扰。
9.1.4 安装地基无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5度。
9.1.5若室内使用，应选择机房中有利于通风及散热的位置。
9.1.6走线应安全、方便。
9.2安装前检查
装置是按整件进行包装的，在系统安装之前，应首先按发货清单核对所订系列种类及数量是否正确，并检查是否有因运输不当造成的明显外观损伤，整机柜内有无异物响动。
9.3安装
根据用户实际情况，选择好机架安装位置，主要考虑上、下走线、进出线方向及散热，前后应留有不小于1米的通道，并保证柜体水平倾斜度不超过5度。安装后，可检查机内各接插件及紧固件有无松动或脱落。确认正常后，用支架固定。
对于户外装置的安装，一般安装在配电变压器的下侧。当装置外壳有明显损坏或显示故障时，请立即与厂家联系，不得安装使用。
9.4接线
9.4.1将系统三相电压接到装置总开关的三相输入端子。
9.4.2将电压零线接到装置内零线端子上。
9.4.3将接地接到机壳内标有接地符号的螺杆上。
9.4.4确认装置内的接地线接地良好，确保人身及防雷安全。
9.4.5用相序表检测电源端，确保三相输入为顺相序。
9.5调试
参考整柜的电气接线图和JKWB型配变平衡智能终端装置说明书中的说明进行调试。
9.6故障处理
装置在通电运行时不得开打后盖，避免人身伤亡。
在装置控制装置发出报警信号后，应立即采取措施，分析报警原因，如应控制器等原因应电话通知公司服务部，公司将派有关人员在24小时内赶往出事现场处理。

10.订货信息
订货时请说明如下事项：
10.1提供负荷容量、负荷分配情况。
10.2箱体颜色、安装方式。
10.3运输方式及到站名称。
10.4其他特殊要求。

11.注意及保修事项
11.1注意事项
PBPH型配变平衡智能终端装置可以与其它供电设备紧靠在一起安装，但场地必须注意远离热源，无腐蚀性气体和金属尘埃颗粒。为了人身安全和防雷需要，请注意：
11.1.1装置要有良好接地。
11.1.2电网所接负载为感性。
11.1.3 装置正、反面均有接线，应注意机柜与墙面或其它装置之间留有1米以上的自由空间。
如果您在使用该装置时，对装置有特殊要求，须在订货中特别提出，常规产品应提供选配的部件和功能。