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天津威斯康电能补偿系统有限公司
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VPFC3-16C智能无功补偿控制器(静态混合补偿)
1.概述
VSK牌VPFC3-12D系列功率因数动态补偿控制器继承了VPFC-D系列的所有优点，动态补偿输出模式，以高速性能的微处理器为核心器件，同时将取样信号改为3相取样，即同时取3相电压信号、3相电流信号。并提供6种分补+共补补偿方案，12种投切编码方案，用户可通过修改控制参数任意选择，控制参数一经修改永久保存，掉电不丢失。采用基波功率因数和基波无功功率复合控制电容器组的投切，投切稳定无投切震荡，对电压谐波电流谐波干扰不敏感，避免了在3相不平衡系统中出现的功率因数已补偿到位而无功电度表转速很快或反转等现象。本新产品的推出，受到各大电力系统及各大设计单位的欢迎，并积极推广使用。

2.功能特点

1、以3相基波无功功率计算投切电容器容量，可避免任何形式的投切震荡，并在有谐波的场合下能正确显示电网功率因数。
2、功率因数测量精度高，显示范围宽。
3、实时显示总功率因数（PF）与基波功率因数（DPF）。
4、实时分别显示3相电压，电流，有功功率，无功功率，视在功率。
5、有12种编码输出方式供用户选择。
6、最多有6种补偿方案供用户选择（共补和分补的路数分配）。
7、最多12回路输出。
8、友好的用户界面易于使用，操作方便。
9、各种控制参数全数字可调直观使用方便。
10、具有自动运行与手动运行两种工作模式。
11、具有过电压和欠电压保护功能。
12、具有掉电保护功能数据不丢失。
13、电流信号输入阻抗≤0.01Ω
14、目标功率因数调节范围宽滞后0.70到超前0.70。

3.使用条件

（1）海拔高度不高于2500米。
（2）环境温度-20℃+50℃。
（3）空气温度在40℃时不超过50%，20℃时不超过90%。
（4）周围环境无腐蚀性气体，无导电尘埃，无易燃易爆的介质存在。
（5）安装地点无剧烈震动。

4.技术参数

◆额定工作电压：AC220V×3
◆额定工作电流：5A
◆额定工作频率：45-65Hz
◆显示功率因数：滞后0.001-超前0.001
◆测量无功功率：0----9999Kvar
◆测量有功功率：0---9999KW
◆测量视在功率：0---9999KVA
◆欠压保护值：AC180V
◆输出触点容量：DC12V
◆ 灵敏度：20mA
◆显示方式：4位红色数码管
◆整机消耗功率：10VA
◆外型尺寸:122mm×122mm或144mm×144mm
◆开孔尺寸:113mm×113mm或138mm×138mm
◆安装方式:嵌入式安装倒齿附件固定或导轨安装

5.型号意义

6.关于补偿参数的使用说明

（1）补偿方案
在这里补偿方案的概念是指控制器输出共补和各相分补驱动信号的路数。
①用户在使用本控制器之前应根据补偿装置工作现场电力参数的特点首先确立补偿的总容量，然后确立共补总容量和分补总容量。
②根据共补总容量可确定共补电容器的只数。
③根据分补总容量可确定各相分补电容器的只数。
受硬件的限制对VPFC3-12型的控制器总输出回路不得大于12；对于VPFC3-16F型的控制器总输出回路不得大于16，否则用户应重新规划每只电容器的容量使其总输出回路在允许范围内。
④有了共补电容器的只数和各相分补电容器的只数，就可以确定补偿方案。
（2）输出编码
在这里输出编码的概念是指控制器输出电容器组投切控制信号的方式，而输出方式直接与电容器组容量的大小搭配方式有关。
一般传统的控制器都只有一种编码方式即等容量（1：1：1...:1)循环投切，电网所要补偿的容性无功功率的数值往往是连续的不分等级的，受硬件条件的限制补偿装置提供的容性无功功率通常都是有限的几种等级数值，这是一对供需矛盾，这对矛盾在系统负载比较小时表现最为突出，现举例说明如下：如用户有一只315KVA的变压器，补偿总容量为100Kvar,用20Kvar的的电容器组共5只，控制器采用市面上常用的JKG型控制器，此控制器的控制物理量是功率因数，目标功率因数投入门限是滞后0.92，切除门限是滞后0.99，在晚上的某时刻发现系统功率因数为滞后0.60，视在功率为12.5KVA，感性无功功率为10Kvar，控制器不停的进行投切动作。分析其原因是单组电容器的容量（20Kvar）远远大于系统所需补偿容量（10Kvar）所致，当控制器没有投入电容器组系统功率因数是0.6，根据JKG型控制器控制原理系统功率因数低于目标功率因数时控制器必须投入电容器组，当电容器组投入后多补偿了10Kvar的容性无功功率，使得补偿后的功率因数从感性的0.60变成了容性0.6，由于JKG型控制器的切除功率因数门限是滞后0.98，所以控制器又需切除刚投入的电容器组，这样就不停地来回重复动作，专业术语叫投切震荡，其弊端有两点：第一频繁而无意义的投切动作大大缩短了电容器组和交流接触器的使用寿命，第二电力系统虽然安装了补偿装置却达不到预期的补偿效果。以上现象大部分用户都会遇上，不同的是情况有轻有重而已，这个问题是每个用户不可回避的问题，要解决以上问题我们认为只要做到三点即可：第一控制器的投切物理量必须取无功功率；第二所有电容器组不能取等容量，应进行大小搭配；第三控制器应具有自动挑选合适电容器容量的能力。而VPFC3型控制器就具备这三点。为了使您达到理想的补偿效果，请您选用天津威斯康“VSK”牌补偿系列产品，为您的补偿系统提供了稳定、可靠的保证。
对于为了适合电网负载大小变化而进行电容器容量大小搭配的做法在这里被称为输出编码，既然是编码那么电容器容量的大小就不能随意给定，它应符合一定的规则，本控制器提供了11种电容容量比例大小搭配方案他们分别是：
pr-1=>1:1:1:1:1...:1 pr2-=>1:2:2:2:2...:2
pr-3=>1:2:4:4:4...:4 pr-4=>1:2:4:8:8...:8
pr-5=>1:1:2:2:2...:2 pr-6=>1:1:2:4:4...:4
pr-7=>1:1:2:4:8...:8 pr-8=>1:2:3:3:3...:3
pr-9=>1:2:3:6:6...:6 pr-10=>1:1:2:3:3...:3
pr-11=>1:1:2:3:6...:6 pr-12=>按顺序投切
我们用VPFC3型控制器来解决上面例子的问题
根据例电网参数的特点我们选pr-3编码方案，根据补偿总容量和pr-3编码方案的容量比例关系第一回路取5kvar,第二回路取10kvar,第三回路取20kvar,第四回路取20kvar,第五回路取20kvar,第六回路取20kvar,共6只电容器组。当电网需要10kvar时控制器只要投入第二回路即可，当需要15kvar时只要投入第一第二回路即可，当需要20kvar时只要投入第三回路即可。投入容量的选择VPFC3可自动完成。由于VPFC3采用无功功率控制电容器组的投切，所以他没有投切震荡问题。
（3）第一只电容器容量
VPFC3控制器采用无功功率作为投切电容器组的控制物理量，它必须知道自己驱动的每一回路电容器的电容量，由于控制器采用了输出编码控制参数，此参数指定了每组电容器之间的容量比例关系，所以只要用户输入第一回路共分补电容器组的容量和输出编码，控制器就能根据这两个参数自动计算出剩余回路电容器组的容量，使用时用户必须输入共补第一回路电容器容量和分补第一回路电容器容量。

7.在不同补偿方案和不同回路下每个输出端子的功能的定义

VPFC3-12型控制器共12回路输出分别编号1、2、3、…、12；VPFC3-16型控制器共16路输出分别编号1、2、3…、16。VPFC3在不同补偿方案和不同输出回路下将按A相分补第一回路、第二回路、…；B相分补第一回路、第二回路、…；C相分补第一回路、第二回路…;共补第一回路，第二回路 、…的顺序分配输出控制端子。
例1如某用户使用的是VPFC3-12型控制器，选择的补偿方案是6-2即表示共补最多驱动6只电容器组，分补最多每相驱动2只电容器组，选择共补输出回路为5即表示虽然共补有6个回路可用但用户只使用5个回路，选择分补输出回路为2，按规则控制相位与输出端子的对应关系如下表所示。

输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
控制相位 A1 A2 B1 B2 C1 C2 G1 G2 G3 G4 G5 空


例2如某用户使用的是VPFC3-12型控制器，选择的补偿方案是6-2即表示共补最多驱动6只电容器组，分补最多每相驱动2只电容器组，选择共补输出回路为5即表示虽然共补有6个回路可用但用户只使用5个回路，选择分补输出回路为1即表示虽然分补每相有2个回路可用但用户只使用1个回路，按规则控制相位与输出端子的对应关系如下表所示。

输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
控制相位 A1 B1 C1 G1 G2 G3 G4 G5 空 空 空 空


例3如某用户使用的是VPFC3-12型控制器，选择的补偿方案是0-4即表示无共补驱动信号，分补最多每相驱动4只电容器组，选择分补输出回路为4，按规则控制相位与输出端子的对应关系如下表所示。

输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
控制相位 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4


注：在以上举例中“A1”表示A相第一回路 “A2”表示A相第二回路
“B1”表示B相第一回路 “B2”表示B相第二回路
“C1”表示C相第一回路 “C2”表示C相第二回路
“G1”表示共补第一回路 “G2”表示共补第二回路

8.VPFC3-12D控制器的工作原理

VPFC采用功率因数和无功功率两个控制参数控制电容器组的投切，当电网的功率因数低于目标功率因数时，VPFC便计算将当前的电网的功率因数提升到目标功率因数时所需要补偿的无功功率，当所需无功功率大于单组最小电容器组容量的0.65倍时就决定投入电容器组，经过用户定义的延时时间后，如投入条件仍然成立，控制器马上投入控制信号；当所需无功功率远远大于最小电容器容量时，控制器可能一次性投入多只电容器组，为了满足电磁兼容的要求，一次性投入多只电容器组的总容量不大于补偿系统最大单只电容器容量，一次性的到位补偿，避免了多余的投切环节提高了接触器和电容器的寿命；当补偿无功功率小于单组电容器最小值的0.65倍时，VPFC3将拒绝投入。为了应对电网负载变化比较快的场合，VPFC3使用延时时间内的无功功率平均值作为投切电容器组时的无功依据。
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