陳 欣 于海生 來志強 張長纓

(安陽鋼鐵集團有限公司，河南 安陽455004）

0 前言

焦化廠第四配電室2011年年底建成，次年年初投運，四配電是變電、輸送、供電三位一體的綜合大型配電室，由2條高壓電源進線，雙線電源供電，回路分三段，電壓等級10kV，44塊高壓配電屏、6塊低壓配電屏組成，具備有專業(yè)電腦微機監(jiān)控室，有電源切換、交直流逆變，微機線路保護，數(shù)據打印，電腦監(jiān)控功能。但是，自2012年投運初期，因高壓微機綜保上顯示系統(tǒng)功率因數(shù)低，僅為0.78左右，導致現(xiàn)場負荷出力少，系統(tǒng)損耗大，所以必須進行高壓無功集中補償，來維持電壓水平和提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使配電系統(tǒng)能夠安全經濟運行。

1 無功補償?shù)哪康?/h2>

一般來說，在供電系統(tǒng)中輸送的有功功率保持恒定的情況下，若設備的功率因數(shù)降低，無功功率就要增加，這樣勢必就要在輸電線路中傳輸更大的電流，使輸電線路的有功功率損耗和電能損耗增大。功率因數(shù)過低還將使線路的電壓損耗增大，結果負荷端的電壓就要下降，甚至會低于允許偏移值，從而嚴重影響異步電動機及其他用電設備的正常運行。此外，功率因數(shù)降低會使系統(tǒng)內的電氣設備容量不能充分利用，因為變壓器都有一定的額定電壓和額定容量，在正常情況下，這些參數(shù)是不容許超過的，根據P＝UIcosΦ關系式，功率因數(shù)降低則有功出力也將隨之降低，使設備容量不能充分利用。所以，必須設法提高系統(tǒng)中各相關部分的功率因數(shù)，以充分利用設備的容量，增加輸電能力，減少功率損耗和電能損耗，以達到節(jié)約電能和提高供電質量的目的。提高功率因數(shù)的方法有提高自然功率因數(shù)和采用無功補償提高功率因數(shù)兩大類。當采用提高用電設備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍達不到要求時，就需要采用無功補償方法來實現(xiàn)。

2 無功補償?shù)膶崿F(xiàn)

考慮到并聯(lián)電容器補償無功功率具有結構簡單、經濟方便等優(yōu)點，焦化廠四配電采用靜電電容器作無功補償，其產生超前電壓容性電流特性，與電動機、變壓器產生滯后電壓感性電流相抵消(補償)作用。設計線電源側分別并聯(lián)靜電電容器使前端電網上的無功電流大大降低，功消耗即得到補償，補償方式為高壓集中補償，分兩組進行補償，第一組容量為600kvar，第二組容量為1200kvar。

裝置選用TBB10-1800型的無功補償，該系列高壓無功集中補償裝置采用優(yōu)質高壓電力電容器，具有可靠性高、壽命長、損耗小、運行溫升低、故障率低等特點，電容器外置放電元件，保證裝置在脫離電網后，5S內將殘壓降至50V以下。電容器采用單星形接線方式，保護方式主要有過壓、欠壓、過流、速斷、開口三角保護。電容器采用BAMRr12/■3-200-1W，ABB公司產品，單臺電容器容量為200kvar，電抗器采用CKSCL-144/12/■3-12%，配置為電抗率12%的串聯(lián)電抗器。

2.1 全站負荷計算

負荷計算采用需要系數(shù)法

主要計算公式有：有功功率：P＝Pe·Kd

無功功率：Q ＝ P·tgΦ

視在功率：S ＝ P/CosΦ

計算電流：I＝ S/1.732UN

取系數(shù)KΣp＝0.9；KΣq＝0.97

根據表1可算出：ΣPi＝5244kW；ΣQi＝3926kvar

則 P＝ KΣPΣPi＝ 0.9×5244kW ＝ 4720kW

Q＝ KΣqΣQi＝ 0.97×3926kvar＝ 3808kvar

由 S2＝ P2+Q2得出 S≈6065kV·A

I＝ S/1.732UN≈350A

COSΦ ＝ P/S＝ 4720/6065≈ 0.78

表1 2#回收10kV配電所高壓供電負荷計算書

2.2 功率補償

按上級電網要求COSΦ≥0.9,而由上面計算可知COSΦ＝0.78＜0.9，因此需要在這里采用并聯(lián)電容器進行高壓集中補償。

根據補償要求：

Qc ＝ 4720×（tanarc cos0.78-tanarc cos0.97）kvar

＝2604kvar取 Qc＝2600 kvar

無功補償后，變電所低壓側的計算負荷：

由式 S′2＝ 47202+(3926-2600)2得出 S′＝4903kV·A

變壓器的功率損耗為：

△QT＝0.06 S′＝0.06*4903＝294 kvar

△PT＝0.015 S′＝0.015*4903＝74 kW

四配電高壓側計算負荷為：

P′＝ 4825+74 ＝ 4899 kW

Q′＝ (3926-2600)+294＝ 1620 kvar

由式 S′2＝ (P2+Q2)得出 S′＝ 5160 kV·A

無功率補償后，該站的功率因數(shù)為：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 4903/5160＝ 0.95

則該站的功率因數(shù)為：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 0.95≥0.9

因此，實現(xiàn)了四配電的高壓無功集中補償。

3 結束語

TBB10-1800型補償裝置以其結構簡單，性能良好，可進行動態(tài)無功功率補償、電壓控制，提高了傳動設備運行的可靠性和電網質量，降低了設備能耗和故障率，為焦化廠生產設備穩(wěn)定運行打下了良好的基礎。

［1］沙舟.電力電容器及無功補償技術手冊[S].

［2］中華人民共和國機械行業(yè)標準.JB/T 7111-1993高壓并聯(lián)電容器裝置[S].