【節(jié)能學院】ANSVC無功補償裝置在南京某高等院校中的研究與應(yīng)用

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)域的實際情況進行評估，相應(yīng)的問題提出相應(yīng)解決措施。ANSVC無功補償裝置對電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行、保障高校用電質(zhì)量和科學實驗的正常運行起著至關(guān)重要的作用。

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，影響教學樓日常用電、實驗室設(shè)備壽命縮短。安裝ANSVC無功補償裝置進行無功補償，可將功率因數(shù)提高到0.95，改進電壓波動、閃變等狀況。普通電容器組經(jīng)濟效益高、維護簡便、自身損耗小，可以快速地保障高校的電能質(zhì)量。

高等院校中負載多為照明、空調(diào)、教學設(shè)備、宿舍樓用電、教師公寓用電等，由三相負載、單相負載組合而成，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，會引起負載工作異常、電費罰款較多。所以要選擇ANSVC無功補償裝置進行無功補償，節(jié)約成本。

013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)備進行改造。改造后要求每臺無功補償柜補償后的功率因數(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，可確保電容補償設(shè)備正常運行，低壓電力電容改造重在強調(diào)改造后補償?shù)陌踩?，可靠性，低壓電容配比補償量占變壓器總?cè)萘浚?0%-30%）的比例，同時改造后電容補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標準接口，支持Modbus標準通訊規(guī)約，可方便接入電力監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺，可進行遠程實時監(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

0243解決方案

高校中的既有三相負載又有單相負載，選擇共補電容器和分補電容器進行混合補償，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電容器，安裝ANSVC無功補償裝置進行無功補償，可以提高電能質(zhì)量，保護設(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機容量為200kvar，分補占總?cè)萘康?0%，電抗率14%，選擇適當?shù)呐渲梅桨福?00kvar=共補（40kvar*3）+分補（30kvar*2+20kvar）

0353ANSVC無功補償裝置

3.1 概述

ANSVC無功補償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4KV的系統(tǒng)中，集無功補償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器來補償電網(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），功能上分為共補電容和分補電容（圖3）

圖3 圓形電容

圖4方形電容器

圖5共補分補電容器上圖例

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)，控制電網(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，改進網(wǎng)絡(luò)電壓波形，提高供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行起良好作用，適用于3、5、7、9次諧波負載的無功補償。ANCK采用銅或鋁繞組，電抗分為共補電抗（圖4）和分補電抗（圖5），電抗率分為7%或14%

圖6 共補電抗

圖7 分補電抗

3.4 AFK投切開關(guān)

AFK系列投切開關(guān)是低壓無功補償裝置中，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)為取樣物理量的補償器，改控制器能可靠地運行在大諧波、非正弦電流、強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)了電容補償柜的自動穩(wěn)定投切，改進電網(wǎng)的功率因數(shù)，是低壓配電系統(tǒng)補償無功功率的理想控制器。

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

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

04
011 結(jié)語

ANSVC無功補償裝置在該項目中長期投入運行，安全可靠，取得國家檢驗機構(gòu)頒發(fā)的帶有CMA、CAL、ilac-MRA、CNAS等認證資質(zhì)的型式試驗報告，售后服務(wù)有保障。既能補償系統(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_進行統(tǒng)一管理，使整個配電工程實現(xiàn)了綜合自動化。