高壓無功系數(shù)自動(dòng)綜合控制技術(shù)在35kv系統(tǒng)中的應(yīng)用

高壓無功系數(shù)自動(dòng)綜合控制技術(shù)在35kv系統(tǒng)中的應(yīng)用

1人工調(diào)節(jié)無功無功率補(bǔ)償，即無功率補(bǔ)償，是電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中提高電網(wǎng)功率的功能，降低供電裝置和傳輸線路的損失，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。按照國家電網(wǎng)公司電壓無功管理規(guī)定,大用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95。然而,臨濮管線許多變電站的無功補(bǔ)償依然采用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式,只能手動(dòng)投切電容,以達(dá)到所需的功率因數(shù)。這樣的電容器組一旦投入后便不能隨供電電壓的變化而變化:當(dāng)發(fā)現(xiàn)無功功率小于0.95時(shí),值班員前往電容器室調(diào)節(jié)操作,等調(diào)節(jié)完畢后也許對(duì)無功的需求又發(fā)生了變化,因而人工調(diào)節(jié)無功,難以及時(shí)跟蹤供電電壓的變化,無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)無功補(bǔ)償,故而人工調(diào)節(jié)無功,不僅調(diào)節(jié)滯后操作繁瑣費(fèi)時(shí),而且投切補(bǔ)償電容量不準(zhǔn)確(出現(xiàn)過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象),不僅達(dá)不到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果,反而使用電設(shè)備的使用壽命明顯下降。為了彌補(bǔ)這種缺陷,變電站必須采用高壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。2自動(dòng)補(bǔ)償裝置的原理2.1電容器柜的組成補(bǔ)償裝置采用哈爾濱通用電控有限公司QAC-6KV全封閉型柜式裝置,由一面進(jìn)線柜及3面電容器柜組成。進(jìn)線柜包括與用戶一、二次電纜接口及無功補(bǔ)償控制器組成,每面電容器柜由高壓隔離開關(guān)、高壓真空接觸器、高壓并聯(lián)電容器組、串聯(lián)電抗器、放電線圈、高壓氧化鋅避雷器和熔斷器等一些附屬設(shè)備組成。無功補(bǔ)償一次系統(tǒng)圖和無功補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)圖如圖2.1.1和2.1.2所示,虛線框內(nèi)為補(bǔ)償裝置。2.2串聯(lián)電容器的工作原理高壓氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性,并接在電容器組線路上,以限制投切電容器組時(shí)所引起的操作過電壓;高壓真空接觸器可以頻繁投切電容器組;高壓熔斷器與電容器串聯(lián),當(dāng)電容器出現(xiàn)短路故障時(shí),熔斷器動(dòng)作,同時(shí)將該組故障電容器切除,有效防止故障擴(kuò)大;放電線圈并接于電容器兩端,當(dāng)電容器組斷開電源時(shí),能將電容器兩端剩余電壓在5秒鐘內(nèi)自電壓峰值降至0.1安培額定電壓或50V以下;串聯(lián)電抗器與并聯(lián)電容器相串聯(lián),用于抑制電網(wǎng)電壓、限制合閘涌流和電流中的諧波分量。另外,功率因數(shù)控制器PFC(PowerFactorController)是裝在QAC-6KV進(jìn)線柜,采用西德ABB公司生產(chǎn)的RVT型功率因數(shù)控制器作為功率因數(shù)調(diào)節(jié)元件。PFC控制器是無功補(bǔ)償?shù)暮诵?其性能直接影響補(bǔ)償?shù)男ЧＫ歉鶕?jù)檢測(cè)的功率因數(shù)或無功功率,按照一定的控制規(guī)則投入/切除電容器,實(shí)現(xiàn)對(duì)線路進(jìn)行無功補(bǔ)償。該控制器采用線性/循環(huán)(有三種控制方法:線性/循環(huán)、漸進(jìn)/直接、一般/積分)的方式投切電容器。它可測(cè)量電流、電壓、額定功率,無功功率,功率因數(shù),諧波電壓,通過485接口與微機(jī)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)。功率因數(shù)控制器的電壓與電流模擬量信號(hào)取自母線電源側(cè),對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理、分析判斷后,由控制器發(fā)出指令控制高壓真空接觸器進(jìn)行投切。RVT型控制器接線如下圖2.2.1所示。2.3電容器組運(yùn)行控制QAC-6KV型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置由高可靠性的PFC控制器按照控制策略進(jìn)行功率因數(shù)與無功功率綜合控制。電容器組由高壓真空接觸器來投切。當(dāng)控制器檢測(cè)到無功功率值超過整定值(cosφ≧0.99)時(shí),控制器根據(jù)所需選擇容量相當(dāng)?shù)碾娙萜鹘M,并給出控制信號(hào),自動(dòng)合閘高壓真空接觸器,將該電容器組投入運(yùn)行;當(dāng)無功功率值低于整定值(cosφ<0.95)時(shí),控制器給出控制信號(hào)將高壓真空接觸器斷開,該電容器組退出運(yùn)行,再進(jìn)行選擇容量相當(dāng)?shù)碾娙萜鹘M,以上操作完全是自動(dòng)進(jìn)行。本裝置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是自動(dòng)檢測(cè)環(huán)節(jié),它采用鑒相器的原理,將被測(cè)電壓與電流的相位變化轉(zhuǎn)換成反映功率因數(shù)變化的直流電壓信號(hào),將該信號(hào)用開關(guān)放大電路變成運(yùn)算單元所需的邏輯電壓。然后通過邏輯運(yùn)算和輸出放大后,帶動(dòng)電子開關(guān)→提供通信信號(hào)→再經(jīng)過中間繼電器,操縱高壓真空接觸器,以分組自動(dòng)投入或切除高壓補(bǔ)償電容器組,確保補(bǔ)償后的網(wǎng)絡(luò)功率固數(shù)維持最佳值。3自動(dòng)補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)3.1滅弧室、破弧室電容器投切專用開關(guān)采用模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),開關(guān)的滅弧室采用真空斷路器滅弧室,能長期承受投電容器時(shí)涌流的沖擊,大觸頭開距切電容器時(shí)能避免重燃。專門設(shè)計(jì)可頻繁動(dòng)作操作機(jī)構(gòu),可靠動(dòng)作壽命3萬次。3.2電容器的內(nèi)部保護(hù)作用每組電容器都裝有過電壓、過電流和三相不平衡電壓的微機(jī)保護(hù),能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電容器的內(nèi)部故障,有效防止電容器內(nèi)部故障的擴(kuò)大,杜絕電容器由內(nèi)部故障狀態(tài)發(fā)展到事故狀態(tài),保證電容器組的安全運(yùn)行。3.3“四距離”功能隨時(shí)連接和通信具有rs-485通信接口,可接入變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。3.4輸油管線某35kv變壓器總體用量把電容器組分為3組,連續(xù)遞增或遞減循環(huán)投切電容器,能使功率因數(shù)穩(wěn)定在定值范圍內(nèi),并且投切電容時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊小。上述的臨濮輸油管線某35kv變電所,電容器總?cè)萘繛?00Kavr共分為3組,每組依次為300Kvar、200Kvar和100Kvar,功率因數(shù)整設(shè)定值下限為0.95上限為0.99。以下是晝夜24小時(shí)本產(chǎn)品裝置的電容器投切情況:2010年6月-2011年12月,裝置跟蹤電網(wǎng)的變化投切電容器組,使功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95-0.96的范圍內(nèi),補(bǔ)償效果較為理想。3.5電容器爆炸退火電容器是高場(chǎng)強(qiáng)的高壓設(shè)備,電容器頻繁投切容易發(fā)生擊穿故障,一旦發(fā)生擊穿故障有可能引起電容器爆炸著火。6KV無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置運(yùn)行時(shí)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障,發(fā)現(xiàn)故障后盡快的把故障電容器切掉,可以保證高壓無功補(bǔ)償設(shè)備安全運(yùn)行、避免爆炸事件的發(fā)生。4電容器安裝維護(hù)。過4.1新安裝的或停止使用時(shí)間較長的裝置,在使用前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前后應(yīng)檢查電容量,若電容量發(fā)生明顯變化,則不能投入使用,待查明原因處理后方可投入;4.2裝置投運(yùn)前,應(yīng)用兆歐表測(cè)量放電回路是否良好;4.3裝置運(yùn)行期間,應(yīng)定期定時(shí)巡視檢查,若發(fā)現(xiàn)電容器外殼有明顯鼓脹、滲油、異響等異常現(xiàn)象,應(yīng)立即停止使用,待查明原因處理后方可投入;4.4裝置檢修前必須斷電、放電、驗(yàn)電、掛接上專用接地線,并短接每臺(tái)電容器的兩個(gè)端頭,檢修人員方可接觸、維護(hù)保養(yǎng)電容器組;4.5電容器組自回路斷開后,三分鐘內(nèi)不得重新投入;4.6裝置無論是新安裝還是運(yùn)行一段時(shí)間后,都必須定期清除污垢;4.7要檢查裝置緊固螺釘、螺母、機(jī)械傳動(dòng)部位,清潔絕緣件表面。隨時(shí)做好更換磨損零部件或重新調(diào)整機(jī)械特性等。4.8通過電容表和電流表,檢查電容器容量,通過繼電器和指示燈觀察保護(hù)的動(dòng)作情況,在保護(hù)動(dòng)作跳閘未找出原因,并正確處理前,不得重新合閘。4.9保護(hù)裝置動(dòng)作后,不允許強(qiáng)行試送,應(yīng)根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行分析,仔細(xì)檢查電容器有無熔絲熔斷、鼓肚、過熱、爆裂或套管放電痕跡,電容器無明顯故障,還應(yīng)對(duì)配套設(shè)備進(jìn)行檢查,查明原因并排除故障后,方可再投入,原因不明時(shí),電容器應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)后才能投入。4.10若電容器損壞,以新電容器更換,必須保證型號(hào)、參數(shù)相同。4.11處理故障時(shí),電容器組雖經(jīng)放電線圈放電,但為了人身安全仍要對(duì)電容器端子短路接地進(jìn)行人工放電后,才允許接觸電容器。4.12電容器的保護(hù)熔斷器