動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置在高等院校中的應(yīng)用

摘要： 隨著人們對(duì)電能質(zhì)量與治理日益增長(zhǎng)的需求，人們對(duì)電網(wǎng)電能治理的要求越來(lái)越高。對(duì)于高等院校來(lái)說(shuō)，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(duì)高校不同區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估，相應(yīng)的問題提出相應(yīng)解決措施。ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保障高校用電質(zhì)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

0：概述

高等院校中的電網(wǎng)功率因數(shù)普遍偏低，會(huì)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(shí)驗(yàn)室設(shè)備壽命縮短。安裝ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可將功率因數(shù)提高到0.95，改善電壓波動(dòng)、閃變等狀況。普通電容器組經(jīng)濟(jì)效益高、維護(hù)簡(jiǎn)便、自身?yè)p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(wú)功，但無(wú)功在電網(wǎng)流入流出過(guò)程中會(huì)有損耗，因而功率因數(shù)下降，會(huì)引起負(fù)載工作異常、電費(fèi)罰款較多。所以要選擇ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，節(jié)約成本。

ANSVC 在出廠前已經(jīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試和檢查，并根據(jù)安全運(yùn)輸?shù)囊筮M(jìn)行運(yùn)輸準(zhǔn)備，但在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中，ANSVC 上固定零件仍有可能由于振動(dòng)顛簸等原因而松動(dòng)，因此收到該設(shè)備后，請(qǐng)進(jìn)行如下檢查：

a) 檢查運(yùn)輸?shù)陌b箱有無(wú)損壞，如果發(fā)現(xiàn)任何損壞，則要求運(yùn)輸代理檢查運(yùn)輸情況并在運(yùn)輸接收單上記錄損壞情況;

b) 如果包裝箱沒有明顯損壞，拆卸包裝箱時(shí)，應(yīng)盡量小心，如果使用杠、錘等工具來(lái)拆除包裝箱時(shí)，注意不要損壞設(shè)備;

c) 檢查設(shè)備有無(wú)外部損壞，如面板擦傷、掉漆、凹陷等，檢查有無(wú)元器件和連線松動(dòng)。如運(yùn)輸有損傷應(yīng)要求索賠，在索賠過(guò)程中需要協(xié)助，請(qǐng)聯(lián)系本公司。

啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作

1)安裝檢查

a)檢查 ANSVC 機(jī)柜是否安裝平穩(wěn);

b)檢查 ANSVC 的安裝電纜及電流互感器的電流采樣線是否牢固;

c)檢查機(jī)柜及電流互感器的接地線是否正確、牢固;

d)檢查表計(jì)是否有連接線脫落。

2)相序檢查

輸入電壓是正相序(A 相 → B 相 → C 相 →A 相)連接，錯(cuò)相會(huì)造成 ANSVC不能正常運(yùn)行!檢查相序辦法：檢查主電路接線，確保 ANSVC 的相序與電網(wǎng)相序一致。

3)互感器檢查

互感器的接線錯(cuò)誤是導(dǎo)致 ANSVC 不能正常運(yùn)行的主要原因之一! 互感器接線的相序和主電路相序一致，互感器的 P1 面始終指向電網(wǎng)側(cè)，P2 面始終指向負(fù)載側(cè)。

1：項(xiàng)目概述：

南京某高等院校信息技術(shù)科研樓改造項(xiàng)目，該項(xiàng)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(huì)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(yùn)行，現(xiàn)將對(duì)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(tái)無(wú)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(yùn)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?20%-30%)的比例，同時(shí)改造后電容補(bǔ)償要求實(shí)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(tái)，可進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，在線巡檢及數(shù)據(jù)管理，也可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。

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(huì)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(lái)保護(hù)電容器，安裝ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可以提高電能質(zhì)量，保護(hù)設(shè)備，節(jié)省開支。

ANSVC 低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負(fù)載功率因數(shù)的變化控制電力電容器投切進(jìn)行補(bǔ)償。其原理為：ANSVC 低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置通過(guò) CT 采集電流、電壓信號(hào)，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償控制器計(jì)算，計(jì)算出投切電容器的方案，通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)控制各組電力電容器投切。

圖2 二次接線圖紙

根據(jù)二次接線圖紙?zhí)峁┑男畔ⅲ簡(jiǎn)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)

2.1產(chǎn)品特點(diǎn)

1)裝置柜體采用框架拼裝式結(jié)構(gòu)，表面噴塑或鈍化處理，外觀整潔美觀、耐老化、抗腐蝕、高壽命。

2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊合理，布線整齊大方，維護(hù)方便。

3)裝置柜體可獨(dú)立安裝或與其它柜體拼柜安裝。

4)多種補(bǔ)償形式：三相共補(bǔ)、三相分補(bǔ)、共補(bǔ)+分補(bǔ)三種形式。根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，兼顧補(bǔ)償效果和成本，合理選用補(bǔ)償形式。充分解決補(bǔ)償無(wú)功和三相不平衡之間以及三相分補(bǔ)和成本之間的矛盾。

5)使用串聯(lián)電抗器保護(hù)電容器，可根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)具體電網(wǎng)背景定制方案。

6)控制器具有多回路循環(huán)或編碼投切運(yùn)行方式，能有效地避免分組投切時(shí)個(gè)別電容投切過(guò)于頻繁的問題。

7)具有數(shù)據(jù)采集功能和標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理。

8)采用無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行投切電容，過(guò)零投入，既沒有投切涌流又有良好的散熱機(jī)制可靠性高。

9)具備電力參數(shù)監(jiān)測(cè)、采集和統(tǒng)計(jì)功能。

3：ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置

3.1 概述

ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4KV的系統(tǒng)中，集無(wú)功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體，不但可以通過(guò)投切電容器來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)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(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。ANSVC無(wú)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(huì)影響電網(wǎng)的正常使用。電容器從外形上分為圓形和方形，功能上分為共補(bǔ)電容和分補(bǔ)電容。

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)，抑電網(wǎng)的高次諧波，減輕電容器由諧波引起的過(guò)載，防止諧波過(guò)大，對(duì)電容器的安全運(yùn)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(yùn)行起良好作用，適用于3、5、7、9次諧波負(fù)載的無(wú)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%

3.4 AFK投切開關(guān)

AFK系列投切開關(guān)是低壓無(wú)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(wú)功補(bǔ)償支路與系統(tǒng)連接或中斷，實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切，投切過(guò)程無(wú)過(guò)壓、電弧等現(xiàn)象，響應(yīng)時(shí)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)。

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(yùn)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(shí)現(xiàn)了電容補(bǔ)償柜的自動(dòng)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(wú)功功率的理想控制器。

產(chǎn)品的主要特點(diǎn)：缺相保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)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11 控制器尺寸

3.6 技術(shù)參數(shù)

3.7 接線方式

4 結(jié)語(yǔ)

ANSVC無(wú)功補(bǔ)償裝置在該項(xiàng)目中長(zhǎng)期投入運(yùn)行，安全可靠，取得國(guó)家檢驗(yàn)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(yàn)報(bào)告，售后服務(wù)有保障。既能補(bǔ)償系統(tǒng)中的無(wú)功需量，也能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)，方便快捷地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理，使整個(gè)配電工程實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化。

ANSVC 低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置廣泛應(yīng)用于電力、汽車、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機(jī)械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、通訊、建材、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館、高層建筑等場(chǎng)所配電系統(tǒng)中，特別適用于電焊機(jī)、氣錘、注塑機(jī)、密煉機(jī)、中頻爐、軋機(jī)、起重機(jī)、電梯、行車等特別需要無(wú)功補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。

5 維護(hù)

ANSVC 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)免維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)只能由合格的服務(wù)人員進(jìn)行，并只限于設(shè)備及其部件的清潔和檢查，所有的服務(wù)和維修工作應(yīng)由安科瑞電氣股份有限公司的服務(wù)技術(shù)人員或合格電氣技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行。

5.1 日常維護(hù)

a) 檢查主斷路器或主隔離開關(guān)及各個(gè)熔斷器;

b) 檢查所有電力接駁點(diǎn)的松緊;

c) 檢查周邊溫度;

d) 檢查設(shè)備通風(fēng)情況，清理風(fēng)扇網(wǎng)罩上的積塵。

5.2 定期維護(hù)

每半年或更頻繁些，應(yīng)按以下步驟清潔和檢查 ANSVC 設(shè)備。

a) 檢查主進(jìn)線有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象;

b) 檢查電氣和機(jī)械連接牢固性;

c) 檢查所有導(dǎo)線有無(wú)各種原因引起的損傷現(xiàn)象;

d) 檢查表計(jì)顯示有無(wú)異常;

e) 檢查風(fēng)機(jī)工作是否正常;

f) 檢查完畢后，接通電源;

審核編輯：湯梓紅