【摘要】 本文簡述了哈飛汽車總變加裝HVC TSC無功自動(dòng)補(bǔ)償方案。

【關(guān)鍵詞】 無功補(bǔ)償 動(dòng)態(tài) 功率因數(shù)

Abstract:This paper tells the reactiveautomatic compensation scheme of Hafei automobile total variable installing the HVCS TSC briefly.Key words : reactive compensation ; dynamic power;factor

引言:

哈飛汽車總變是1993年建成投入使用的，主變壓器:SF7-20000/63KV/10.5KV，固定3000kvar的無功補(bǔ)償裝置，感性負(fù)載。功率因數(shù)cosφ的24小時(shí)變化范圍0.88-0.97之間，有些時(shí)段，功率因數(shù)較低。無功功率不足，嚴(yán)重時(shí)影響帶載設(shè)備的安全運(yùn)行，造成設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)。

1.自動(dòng)無功補(bǔ)償方案:總變?nèi)萘看?，?fù)載數(shù)量多，且負(fù)載性質(zhì)種類多，若每個(gè)終端都加自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，雖然補(bǔ)償效果好，但投資巨大。又由于總變的大負(fù)荷半徑不超過900米，干線電纜載流量大，線損較小，因此選擇在總變10KV加裝自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行集中補(bǔ)償是最佳方案。

補(bǔ)償容量計(jì)算:要求高壓補(bǔ)償柜投入運(yùn)行后，系統(tǒng)功率因數(shù)能自動(dòng)調(diào)整，月功率因數(shù)保持在0.95以上。補(bǔ)償容量的計(jì)算公式:P=S×cosφ，Q=S×SINφ，Q=P×(tgφ1—tgφ2)， (φ1;補(bǔ)償前功率因數(shù)角，φ2;補(bǔ)償后功率因數(shù)角)。當(dāng)功率因數(shù)為0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94時(shí)需要補(bǔ)償?shù)娜萘恳来螢?039.95Kvar、2374.12Kvar、1781.56Kvar、

1572.99Kvar、 1105.11Kvar、729.27Kvar、

409.24Kvar。

計(jì)劃投入的無功補(bǔ)償裝置方案:經(jīng)實(shí)測，全天功率因數(shù)最低點(diǎn)在上午的10-11時(shí)，功率因數(shù)在0.88左右，需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為3039.95Kvar。下午的功率因數(shù)在0.88-0.92之間，晚7點(diǎn)以后，功率因數(shù)維持在0.95以上的水平。全天的功率因數(shù)變化幅度較大，要使系統(tǒng)的功率因數(shù)全天維持在0.95以上的水平，必須使用時(shí)時(shí)監(jiān)測，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，自動(dòng)投切的無功補(bǔ)償器。經(jīng)分析計(jì)算，電網(wǎng)系統(tǒng)中需要增加3300Kvar的無功補(bǔ)償容量。分裝在3個(gè)電容器柜中，3組的容量分別為600Kvar、900Kvar、1800Kvar，可以進(jìn)行7級(jí)不同容量的投切，滿足不同時(shí)間段對(duì)無功容量的要求。7級(jí)的容量為600 Kvar，900 Kvar，1500 Kvar，1800 Kvar，2400 Kvar，2700 Kvar，3300 Kvar。10KV HVC TSC無功自動(dòng)補(bǔ)償控制柜實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的無功變化，自動(dòng)投切需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量，使系統(tǒng)的功率因數(shù)始終保持在設(shè)定的0.95以上。

2. 10KV HVC TSC動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置介紹:動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償器采用全智能控制，由控制器、高壓開關(guān)、放電電阻、電容器、電抗器、保護(hù)元件組成?？刂破鲗?shí)時(shí)跟蹤測量負(fù)荷的功率因數(shù)、無功電流，與預(yù)先設(shè)定的給定值進(jìn)行比較，動(dòng)態(tài)控制投切不同組數(shù)的電容器，以保證功率因數(shù)始終滿足設(shè)定要求。

10KV電力系統(tǒng)容性無功并聯(lián)補(bǔ)償方面主電路結(jié)構(gòu)形式主要有:

(1)固定電容并聯(lián)人工機(jī)械投入式。

(2)固定有級(jí)電容有節(jié)點(diǎn)自動(dòng)投入式。本系統(tǒng)有級(jí)補(bǔ)償采用單片機(jī)控制高壓電容器分級(jí)投入。串聯(lián)電抗器能抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能造成的沖擊電流，還可和電容C組成LC濾波電路，吸收TCR產(chǎn)生的諧波。

2.1 有級(jí)電容投切控制方法:本系統(tǒng)采用“循環(huán)投切”，即先投先退出，后投后切除，從而使各組電容器級(jí)投切開關(guān)使用概率相等，這種投切方用單片機(jī)來完成很容易實(shí)現(xiàn) 。

投入的電容級(jí)數(shù)是由現(xiàn)場測得的無功電流IQX的大小確定。分別求出三相無功電流，并選出其中最小的一個(gè)作為IQXMIN，這樣可以避免過補(bǔ)償問題，然后按下式計(jì)算n=(IQXMIN-28)/20，首先用IQX減去無級(jí)補(bǔ)償?shù)淖畲笾?28A)，如差為負(fù)，則投入無級(jí)模塊即可，如差為正，在除以有級(jí)補(bǔ)償量20A，對(duì)商進(jìn)行取整處理，當(dāng)商的小數(shù)部分大于0.5時(shí)，整數(shù)加1，即為投入的有級(jí)電容數(shù);當(dāng)商的小數(shù)部分小于0.5時(shí)，整數(shù)部分不變，即為投入的有級(jí)電容數(shù)，同時(shí)有級(jí)電容還需把12A的電容投上去。如所需補(bǔ)償?shù)臒o功電流為21A，減去24A，差為 3，因而投入無級(jí)模塊即可;如所需補(bǔ)償?shù)臒o功電流為41A，減去24A，差為17A，在除20，得數(shù)為0.85，取整處理后為1，此時(shí)只需投入1級(jí)有級(jí)電容，剩下的21A由無級(jí)模塊來補(bǔ)償。如所需補(bǔ)償?shù)臒o功電流為46A，減去24A，差為22A，再除20，得數(shù)為1.1，則需投入的有級(jí)電容為1級(jí)20A和1級(jí)12A的電容，剩下的14A由無級(jí)模塊補(bǔ)償。

2.2 軟件的編制:軟件要完成的工作包括參數(shù)設(shè)置、功率因數(shù)的測量、每相電流的測量、系統(tǒng)電壓的測量、無功電流的計(jì)算、有級(jí)電容級(jí)數(shù)計(jì)算、同步信號(hào)的采集、觸發(fā)信號(hào)的產(chǎn)生等。

2.3 技術(shù)特征:可就地補(bǔ)償，也可集中補(bǔ)償;實(shí)行三相動(dòng)態(tài)補(bǔ)償;實(shí)施跟蹤補(bǔ)償無功功率;動(dòng)態(tài)抑制負(fù)荷諧波;降低網(wǎng)損和變壓器損耗，增加變壓器帶載容量;抑制電壓閃變;在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出，送電后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行;微機(jī)控制，智能優(yōu)化投切方式，實(shí)現(xiàn)無人值守，并具穿行通訊功能;在規(guī)定的動(dòng)態(tài)相應(yīng)內(nèi)，多級(jí)補(bǔ)償一次到位，補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定要求。

2.4 技術(shù)參數(shù):系統(tǒng)標(biāo)稱電壓:10KV，裝置最高工作電壓:12KV，額定頻率:50HZ，并聯(lián)電容器模塊推薦值:150，300，600，900，

1000Kvar，并聯(lián)電抗器模塊電抗率:1%，4.5-6%，12%，相數(shù):3，無功補(bǔ)償內(nèi)部接線方式:Y，測量誤差:電壓小于等于正負(fù)0.2%，電流小于等于正負(fù)0.5%，功率因數(shù)小于等于正負(fù)2%，電壓整定范圍:正負(fù)10%。，功率因數(shù):大于0.9。

3.預(yù)期效果:提高功率因數(shù)，在用電高峰期，新增的3300 Kvar電容投入后，系統(tǒng)的功率因數(shù)能從現(xiàn)在的0.88提高到0.95。在用電平峰期，即下午2時(shí)，只要投入1500Kvar電容，系統(tǒng)功率因數(shù)能從現(xiàn)在的0.91增高到0.95。下午7時(shí)以后，大部分負(fù)荷已經(jīng)退出，無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置會(huì)自動(dòng)切除補(bǔ)償電容，原系統(tǒng)中的3000Kvar補(bǔ)償電容仍工作，系統(tǒng)功率因數(shù)保持在0.97左右。

減小無功電流，有效利用變壓器和輸電線路的容量。在負(fù)荷增加，無功功率變化時(shí)，自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置可以根據(jù)電網(wǎng)無功、功率因數(shù)、電壓進(jìn)行分級(jí)，自動(dòng)投入最佳容量的電容器，可提高電壓 △Y=11.4×0.394×5.5=24.7V，保持電壓有一個(gè)合適的值。

4.成本回收期:主管部門利率獎(jiǎng)懲:2003年的平均功率因數(shù)是0.92，利率獎(jiǎng)勵(lì)為105896元，功率因數(shù)提高到0.95年增加的獎(jiǎng)勵(lì)額為 105896÷0.0030×0.0075-105696=159044元;線路損耗:自動(dòng)無功補(bǔ)償柜投入后減少的66KV電流平均值為 3300÷3÷66÷2=11.4(A)，減少損耗 11.42×0.21×5.5×12×200÷1000=360KVH;主變壓器損耗:補(bǔ)償柜投入后可減少二次電流11.4×63÷10.5=68.4(A)，由此減少銅損68.42×0.0567×12×200÷1000=636KVH;10KV干線側(cè)線路損耗;涉及到系統(tǒng)母排的結(jié)構(gòu)、距離等，這些計(jì)算繁瑣，也不準(zhǔn)確，因此忽略不計(jì)。

以上年節(jié)約總費(fèi)用(360+636)×0.52+159044=159561.92元，10KV HVC TSC動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置投資33萬，投資回收年限33÷15.956192=2.068年。

結(jié)束語:

自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用于哈飛主變具有十分明顯的節(jié)能、節(jié)省電費(fèi)效果，同時(shí)可以減少電壓波動(dòng)，抑制供電系統(tǒng)中的諧波成分，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(作者單位:哈飛汽車股份有限公司)