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          無功補償案例
          煉鋼廠變電所使用高壓集中無功補償裝置 帶來直觀的經濟效應

          摘要︰本文介紹了集中式高壓無功補償裝置應用于 50Hz、6kV交流電力傳輸 系統中,用以提高功率因數,改善電網電壓質量,降低線路損耗,提高系統及變壓器的有功輸出。關鍵詞︰無功補償 節能 優化電能傳輸

          改造前現場情況︰

          客戶連鑄變電所原設計有兩台 1200kV並聯式電容器,于2008年在其它廠家采購了兩台並聯式無功補償裝式並進行設備安裝 。但一直未能投入運行,設備長期閑置。立博對該套設備進行了檢修診斷,發現存在高壓配電櫃繼電保護沒有定值,未進行繼電保護調整試驗等問題。投試表明還存在五次諧波放大,造成電容器運行電流大于額定電流,電容器無法正常投入運行的致命缺陷。經前後三次測試,其功率因數及諧波分量數據平均值如下︰

          1、功率因數平均值︰0.76—0.87之間,低于中華人民共和國能源部《電力系統電壓和無功電力管理條例》“高壓供電工業用戶和高壓供電  電力用戶功率因數為 0.9及 以上”即︰COSq~>0.9的規定;

          2 諧波系數︰3次 13.2%5次 0.988%

          診斷結論︰電容器及電抗器原設計不符合客戶現場要求,導致設備無法運行。為此客戶每月要向電管部門交納功率因數罰款 5—6萬元,年支出費用 5O 一 6O萬元。因此,連鑄變電所 6KV供電系統無功補償裝置急需改造。

          變電所.jpg

          2 方案的確定

          根據連鑄變電所的實際狀況,立博進行了科學分析,提出了切實可行的方案︰

          1、連鑄變電所現有功率因數 COSq~在 0.76— 0.87之間,要求補償電容器投入運行後 COSq~提高至 0.9以上 ,能夠長期安全運行。計算如下︰已知由于負荷變動 Q取 ︰1200kVar

          以上計算表明,要使連鑄變電所的功率因數由0.76提高至 0.92以上,需補償 1200 kVar

          2 、在電力系統中,大功率可控 整流作為拖動和直流電源,變壓器鐵芯的飽和重復沖擊負荷和其它特殊負荷的作用,都會使電網電壓波形發生畸變而產生高次諧波。由于電容器的容抗與頻率成反比。因此對諧波反應較靈敏,尤其是對于某次諧波發生諧振時,會使電容器嚴重的過電壓或過電流。

          根據消除高次諧波影響的主要措施︰

          (1)增加整流相數;

          (2)當兩台以上整流變壓器同接一段母線時,可將整流變壓器一次繞組分別交替接成星形和三角形,這樣 5、7次諧波可以互相抵消 ;

          (3)在整流變壓器一次側裝設高次諧波濾波器,從而去掉電源中的高次諧波電壓分量;

          (4)在補償電容器回路中串聯一組電抗器,使回路對于可能出現諧振的某次諧波的總電抗呈感性︰

          (5)采用額定電壓高于系統電壓 10%的電容器,使正常運行的基波電流為額定電流的90%;

          為了消除諧波影響,立博采用了措施 (4)、(5),把電容器的耐壓值由6.3/ 提高至 7.2/ 。

          3 連鑄變電所裝機容量為 12500kVA,實際負荷為 1579—3325kW 之間,要求電容器投運後應適應該負荷的變化,不得過補償、欠補償,這一點由2.1的計算可以滿足要求;

          基于以上要求,高壓電容集中無功補償裝置的選型為ADGB-1200/6 12%干式電抗器;不僅提高功率因數,還可以消除諧波。設備安裝調試後,一次投入運行成功,各項運行參數正常。運行證明,客戶連鑄變電所運行功率因數 COSq~已經提高至 0.92∼0.94之間 ,達到了國家標準要求的交流電力系統運行功率因數要求。

          改造後電容補償的優點

          連鑄變電所高壓電容器無功補償裝置的優點有

          1、電抗器采用了干式電抗器,此種電抗器和原來油浸式電抗器相比具有運行噪音。 恍枰 溲蠱饔,(油浸式電抗器需用 25 變壓器油 2000kg)因而無泄露現象發生,便于維護。

          2、電容器的耐壓值由原來的 6.3 ,提高至7.2  ,提高了電容器的耐壓值,擴大了安全運行區域;

          3、電抗器的比值由原來的 6%提高至 12%,有效地抑制了各次諧波分量,因而沒有諧波放大現象發生,使電容器的運行電流穩定在額定電流範圍之內,保證了運行安全。

          4、電容器的實際運行情況與經濟效益

          5、連鑄變電所補償電容器運行電流為99.5A,低于額定電流 111.6A,並且運行平穩,三相電流平衡,經過一年多的運行觀察,達到了預期效果;

          6、由于提高了功率因數,減少了功率因數罰款支出,而且節約了大量電能,為我廠創造了可觀的經濟效益。

          總結︰功率因數的高低,對供、用電設備的充分利用、節約電能和改善電網質量有著重要影響;此次改造,有效地保證了供電系統的安全可靠運行。

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