安科瑞 陳聰 周潔

摘要： 隨著人們對電能質(zhì)量與治理日益增長的需求，人們對電網(wǎng)電能治理的要求越來越高。對于高等院校來說，想要安全穩(wěn)定的電網(wǎng)，就需要解決電網(wǎng)的電能治理問題，對高校不同區(qū)域的實際情況進(jìn)行評估，相應(yīng)的問題提出相應(yīng)解決措施。ANSVC無功補(bǔ)償裝置對電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運行、保障高校用電質(zhì)量和科學(xué)實驗的正常運行起著至關(guān)重要的作用。

??關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量，高等院校，SVC，無功補(bǔ)償

??0：概述

??高等院校中的電網(wǎng)功率因數(shù)普遍偏低，會導(dǎo)致?lián)p耗增加、輸送容量減少、電網(wǎng)電壓偏移，影響教學(xué)樓日常用電、實驗室設(shè)備壽命縮短。安裝ANSVC無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償，可將功率因數(shù)提高到0.95，改善電壓波動、閃變等狀況。普通電容器組經(jīng)濟(jì)效益高、維護(hù)簡便、自身損耗小，可以快速地保障高校的電能質(zhì)量。

??高等院校中負(fù)載多為照明、空調(diào)、教學(xué)設(shè)備、宿舍樓用電、教師公寓用電等，由三相負(fù)載、單相負(fù)載組合而成，其主要產(chǎn)生3、5、7次諧波，電網(wǎng)中的變壓器既傳輸有功也傳輸無功，但無功在電網(wǎng)流入流出過程中會有損耗，因而功率因數(shù)下降，會引起負(fù)載工作異常、電費罰款較多。所以要選擇ANSVC無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償，節(jié)約成本。

??1：項目概述：

??南京某高等院校信息技術(shù)科研樓改造項目，該項目建筑樓層10層，高低壓配電室建設(shè)于2012年，低壓電力電容采用的是傳統(tǒng)電容，現(xiàn)使用年限已到，低壓電力電容老化嚴(yán)重，部分電容已經(jīng)出現(xiàn)變形，電容老化易引起爆炸，造成安全事故，影響用電安全，也會造成功率因數(shù)偏低，電能質(zhì)量差。

??為了確保用電安全，排除安全隱患，保證配電室用電設(shè)備和配電設(shè)備正常運行，現(xiàn)將對配電室低壓電容器、電抗器、投切開關(guān)、功率因數(shù)控制器等電容設(shè)備進(jìn)行改造。改造后要求每臺無功補(bǔ)償柜補(bǔ)償后的功率因數(shù)大于0.95要求的功率因數(shù)，系統(tǒng)內(nèi)諧波小于5%。提高電能質(zhì)量，可確保電容補(bǔ)償設(shè)備正常運行，低壓電力電容改造重在強(qiáng)調(diào)改造后補(bǔ)償?shù)陌踩裕煽啃?，低壓電容配比補(bǔ)償量占變壓器總?cè)萘浚?0%-30%）的比例，同時改造后電容補(bǔ)償要求實用性與智能性，改造后的功率因數(shù)控制器具有RS485標(biāo)準(zhǔn)接口，支持Modbus標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，可方便接入電力監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺，可進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，在線巡檢及數(shù)據(jù)管理，也可對設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)測與預(yù)警。

圖1 改造前配電室現(xiàn)場圖片

??2：解決方案

??高校中的既有三相負(fù)載又有單相負(fù)載，選擇共補(bǔ)電容器和分補(bǔ)電容器進(jìn)行混合補(bǔ)償，而系統(tǒng)中的3、5、7次諧波會引起電容器壽命縮短或直接鼓包損壞，所以選擇14%電抗率的電抗器來保護(hù)電容器，安裝ANSVC無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以提高電能質(zhì)量，保護(hù)設(shè)備，節(jié)省開支。

圖2 二次接線圖紙

??根據(jù)二次接線圖紙?zhí)峁┑男畔ⅲ簡喂裱b機(jī)容量為200kvar，分補(bǔ)占總?cè)萘康?0%，電抗率14%，選擇適當(dāng)?shù)呐渲梅桨福?200kvar=共補(bǔ)（40kvar*3）+分補(bǔ)（30kvar*2+20kvar）

??3：ANSVC無功補(bǔ)償裝置

??3.1 概述

??ANSVC無功補(bǔ)償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4KV的系統(tǒng)中，集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低損耗，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量，同時還能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。ANSVC無功補(bǔ)償裝置由電容器、電抗器、投切開關(guān)、控制器等散件組成。

??3.2 ANBSMJ自愈式并聯(lián)電容器

??電容器采用自愈式并聯(lián)電容器，自愈式在擊穿后可以進(jìn)行自我恢復(fù)，工作狀態(tài)下?lián)p耗小，并聯(lián)式電容器即使損壞也不會影響電網(wǎng)的正常使用。電容器從外形上分為圓形（圖1）和方形（圖2），功能上分為共補(bǔ)電容和分補(bǔ)電容（圖3）

圖3 圓形電容

圖4方形電容器

圖5共補(bǔ)分補(bǔ)電容器上圖示例

??3.3 ANCK串聯(lián)電抗器

??ANCK系列串聯(lián)電抗器與ANBSMJ系列自愈式低壓并聯(lián)電容器配套使用，主要用于提高0.4KV電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，抑制電網(wǎng)的高次諧波，減輕電容器由諧波引起的過載，防止諧波過大，對電容器的安全運行，改善網(wǎng)絡(luò)電壓波形，提高供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行起良好作用，適用于3、5、7、9次諧波負(fù)載的無功補(bǔ)償。ANCK采用銅或鋁繞組，電抗分為共補(bǔ)電抗（圖4）和分補(bǔ)電抗（圖5），電抗率分為7%或14%

圖6 共補(bǔ)電抗

圖7 分補(bǔ)電抗          

??3.4 AFK投切開關(guān)

??AFK系列投切開關(guān)是低壓無功補(bǔ)償裝置中，用于投切電容器的產(chǎn)品。其基本工作原理是在控制器發(fā)出投入或切除指令后，投切開關(guān)閉合或斷開，將無功補(bǔ)償支路與系統(tǒng)連接或中斷，實現(xiàn)過零投切，投切過程無過壓、電弧等現(xiàn)象，響應(yīng)時間快，可頻繁投切。投切開關(guān)分為復(fù)合開關(guān)（圖6）和晶閘管開關(guān)（圖7）。

圖8 復(fù)合開關(guān)圖

圖9 晶閘管開關(guān)

??3.5 ARC控制器

??ARC功率因數(shù)補(bǔ)償控制器采用高性能MCU為核心，配以高精度的電量專用芯片，是以功率因數(shù)為取樣物理量的補(bǔ)償器，改控制器能可靠地運行在大諧波、非正弦電流、強(qiáng)干擾等任何惡劣電網(wǎng)環(huán)境下。自適應(yīng)功能保證了電力電容的使用安全，實現(xiàn)了電容補(bǔ)償柜的自動穩(wěn)定投切，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，是低壓配電系統(tǒng)補(bǔ)償無功功率的理想控制器。

??產(chǎn)品的主要特點：缺相保護(hù)、過溫保護(hù)、過壓欠壓保護(hù)、電壓電流諧波保護(hù)、多種編碼投切、補(bǔ)償方式多樣化。

??ARC控制器外形尺寸：144*144

      開孔尺寸：138*138

圖10 控制器外形

圖11 控制器尺寸

??3.6 技術(shù)參數(shù)

??3.7 接線方式

??4 結(jié)語

??ANSVC無功補(bǔ)償裝置在該項目中長期投入運行，安全可靠，取得國家檢驗機(jī)構(gòu)頒發(fā)的帶有CMA、CAL、ilac-MRA、CNAS等認(rèn)證資質(zhì)的型式試驗報告，售后服務(wù)有保障。既能補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功需量，也能實時監(jiān)測系統(tǒng)中的各項參數(shù)，方便快捷地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_進(jìn)行統(tǒng)一管理，使整個配電工程實現(xiàn)了綜合自動化。

??5 參考文獻(xiàn)

??[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6

??[2] 戴曉亮．無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]．電網(wǎng)技術(shù),1999,23(6).

??[3] 王長征．配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)在油田電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]．電世界,2018,23(3)：11-13.