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    ANSVC无功补偿装置在南京某高等院校中的应用
    浏览次数:48发布日期:2022-03-01

    安科瑞 师晴晴


     

    摘要: 随着人们对电能质量与治理日益增长的需求,人们对电网电能治理的要求越来越高。对于高等院校来说,想要安全稳定的电网,就需要解决电网的电能治理问题,对高校不同区域的实际情况进行评估,相应的问题提出相应解决措施。ANSVC无功补偿装置对电网的安全经济运行、保障高校用电质量和科学实验的正常运行起着至关重要的作用。

    关键词:电能质量,高等院校,SVC,无功补偿

    0:概述

    高等院校中的电网功率因数普遍偏低,会导致损耗增加、输送容量减少、电网电压偏移,影响教学楼日常用电、实验室设备寿命缩短。安装ANSVC无功补偿装置进行无功补偿,可将功率因数提高到0.95,改善电压波动、闪变等状况。普通电容器组经济效益高、维护简便、自身损耗小,可以快速地保障高校的电能质量。

    高等院校中负载多为照明、空调、教学设备、宿舍楼用电、教师公寓用电等,由三相负载、单相负载组合而成,其主要产生3、5、7次谐波,电网中的变压器既传输有功也传输无功,但无功在电网流入流出过程中会有损耗,因而功率因数下降,会引起负载工作异常、电费罚款较多。所以要选择ANSVC无功补偿装置进行无功补偿,节约成本。

    1:项目概述:

    南京某高等院校信息技术科研楼改造项目,该项目建筑楼层10层,高低压配电室建设于2012年,低压电力电容采用的是传统电容,现使用年限已到,低压电力电容老化严重,部分电容已经出现变形,电容老化易引起爆炸,造成安全事故,影响用电安全,也会造成功率因数偏低,电能质量差。






    为了确保用电安全,排除安全隐患,保证配电室用电设备和配电设备正常运行,现将对配电室低压电容器电抗器、投切开关、功率因数控制器等电容设备进行改造。改造后要求每台无功补偿柜补偿后的功率因数大于0.95要求的功率因数系统内谐波小于5%。提高电能质量,确保电容补偿设备正常运行,低压电力电容改造重在强调改造后补偿的安全性,可靠性,低压电容配比补偿量占变压器总容量(20%-30%)的比例同时改造后电容补偿要求实用性与智能性,改造后的功率因数控制器具有RS485标准接口,支持Modbus标准通讯规约,可方便接入电力监控管理系统平台,可进行远程实时监控,在线巡检及数据管理,也可对设备运行状态实时监测与预警。

    1 改造前配电室现场图片

    2:解决方案






    高校中的既有三相负载又有单相负载,选择共补电容器和分补电容器进行混合补偿,而系统中的3、5、7次谐波会引起电容器寿命缩短或直接鼓包损坏,所以选择14%电抗率的电抗器来保护电容器,安装ANSVC无功补偿装置进行无功补偿,可以提高电能质量,保护设备,节省开支。

                                            2 二次接线图纸






    根据二次接线图纸提供的信息:单柜装机容量为200kvar,分补占总容量的40%,电抗率14%,选择适当的配置方案: 200kvar=共补(40kvar*3)+分补(30kvar*2+20kvar)

    3:ANSVC无功补偿装置

    3.1 概述

     ANSVC无功补偿装置适用于频率50Hz电压0.4KV的系统中,集无功补偿、电网监测于一体,不但可以通过投切电容器来补偿电网中的无功损耗,提高功率因数,降低损耗,从而提高电网的负载能力和供电质量,同时还能够实时监测电网的三相电压、电流、功率因数等电量参数。ANSVC无功补偿装置由电容器、电抗器、投切开关、控制器等散件组成。

    3.2 ANBSMJ自愈式并联电容器








    电容器采用自愈式并联电容器,自愈式在击穿后可以进行自我恢复,工作状态下损耗小,并联式电容器即使损坏也不会影响电网的正常使用。电容器从外形上分为圆形(图1)和方形(图2),功能上分为共补电容和分补电容(图3)





    3 圆形电容                  4方形电容器               


    5共补分补电容器上图示例


    3.3 ANCK串联电抗器


    ANCK系列串联电抗器与ANBSMJ系列自愈式低压并联电容器配套使用,主要用于提高0.4KV电力系统的功率因数,抑制电网的高次谐波,减轻电容器由谐波引起的过载,防止谐波过大,对电容器的安全运行,改善网络电压波形,提高供电质量和电网安全经济运行起良好作用,适用于3、5、7、9次谐波负载的无功补偿。ANCK采用铜或铝绕组,电抗分为共补电抗(图4)和分补电抗(图5),电抗率分为7%或14%


                 

    6 共补电抗                            7 分补电抗

    3.4 AFK投切开关

    AFK系列投切开关是低压无功补偿装置中,用于投切电容器的产品。其基本工作原理是在控制器发出投入或切除指令后,投切开关闭合或断开,将无功补偿支路与系统连接或中断,实现过零投切,投切过程无过压、电弧等现象,响应时间快,可频繁投切。投切开关分为复合开关(图6)和晶闸管开关(图7)。




    8 复合开关图

                         





    9 晶闸管开关


                         


    3.5 ARC控制器

    ARC功率因数补偿控制器采用高性能MCU为核心,配以高精度的电量专用芯片,是以功率因数为取样物理量的补偿器,改控制器能可靠地运行在大谐波、非正弦电流、强干扰等任何恶劣电网环境下。自适应功能保证了电力电容的使用安全,实现了电容补偿柜的自动稳定投切,改善电网的功率因数,是低压配电系统补偿无功功率的理想控制器。

    产品的主要特点:缺相保护、过温保护、过压欠压保护、电压电流谐波保护、多种编码投切、补偿方式多样化。

    ARC控制器外形尺寸:144*144










    开孔尺寸:138*138


      

    10 控制器外形                             11 控制器尺寸

     

     

    3.6 技术参数

    参数类型

    指标

    海拔高度

    ≤2000米

    环境温度

    -25~55

    相对湿度

    40℃,20~90%

    额定电压

    AC220V或AC380V

    电容容量偏差

    不超过额定值的-5~+10%

    过压能力

    允许在1.1Un下长期运行

    过流能力

    允许在1.3In下长期运行

    电容内置放电电阻

    在断电后3分钟内可将端子上的电压降低至75V以下

    涌流

    100In

    电抗率

    7%、14%

    电抗器温升

    ≤95K(工频额定电流下)

    电抗器绝缘耐热等级

    H级(180℃)

    线性度

    1.8In下,电感值不低于0.95倍的额定电感值

    投切开关控制电压

    接受控制输出的直流5V-12V/10mA控制信号

    电流规格

    45A、55A、70A、80A、110A(B型尺寸额定电流不超过70A)






    3.7 接线方式

    4 结语

    ANSVC无功补偿装置在该项目中长期投入运行,安全可靠,取得国家*检验机构颁发的带CMA、CAL、ilac-MRA、CNAS等认证资质的型式试验报告,售后服务有保障。既能补偿系统中的无功需量,也能实时监测系统中的各项参数,方便快捷地将数据传输到后台进行统一管理,使整个配电工程实现了综合自动化。

    5 参考文献

    [1] 企业微电网设计与应用手册.2020.6

    [2] 戴晓亮.无功补偿技术在配电网中的应用[J].电网技术,1999,23(6).

    [3] 王长征.配电网无功补偿技术在油田电网中的应用[J].电世界,2018,23(3)11-13.


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