哈飛汽車總變加裝HVC TSC無功自動補償方案

【摘要】 本文簡述了哈飛汽車總變加裝HVC TSC無功自動補償方案。

【關(guān)鍵詞】 無功補償 動態(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的無功補償裝置，感性負載。功率因數(shù)cosφ的24小時變化范圍0.88-0.97之間，有些時段，功率因數(shù)較低。無功功率不足，嚴重時影響帶載設(shè)備的安全運行，造成設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)。

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

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

1572.99Kvar、 1105.11Kvar、729.27Kvar、

409.24Kvar。

計劃投入的無功補償裝置方案:經(jīng)實測，全天功率因數(shù)最低點在上午的10-11時，功率因數(shù)在0.88左右，需要補償?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，必須使用時時監(jiān)測，動態(tài)補償，自動投切的無功補償器。經(jīng)分析計算，電網(wǎng)系統(tǒng)中需要增加3300Kvar的無功補償容量。分裝在3個電容器柜中，3組的容量分別為600Kvar、900Kvar、1800Kvar，可以進行7級不同容量的投切，滿足不同時間段對無功容量的要求。7級的容量為600 Kvar，900 Kvar，1500 Kvar，1800 Kvar，2400 Kvar，2700 Kvar，3300 Kvar。10KV HVC TSC無功自動補償控制柜實時監(jiān)測系統(tǒng)的無功變化，自動投切需要補償?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動態(tài)無功補償裝置介紹:動態(tài)無功功率補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、保護元件組成。控制器實時跟蹤測量負荷的功率因數(shù)、無功電流，與預(yù)先設(shè)定的給定值進行比較，動態(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)人工機械投入式。

(2)固定有級電容有節(jié)點自動投入式。本系統(tǒng)有級補償采用單片機控制高壓電容器分級投入。串聯(lián)電抗器能抑制電容器投入電網(wǎng)時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投切開關(guān)使用概率相等，這種投切方用單片機來完成很容易實現(xiàn) 。

投入的電容級數(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作為IQXMIN，這樣可以避免過補償問題，然后按下式計算n=(IQXMIN-28)/20，首先用IQX減去無級補償?shù)淖畲笾?28A)，如差為負，則投入無級模塊即可，如差為正，在除以有級補償量20A，對商進行取整處理，當(dāng)商的小數(shù)部分大于0.5時，整數(shù)加1，即為投入的有級電容數(shù);當(dāng)商的小數(shù)部分小于0.5時，整數(shù)部分不變，即為投入的有級電容數(shù)，同時有級電容還需把12A的電容投上去。如所需補償?shù)臒o功電流為21A，減去24A，差為 3，因而投入無級模塊即可;如所需補償?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，此時只需投入1級有級電容，剩下的21A由無級模塊來補償。如所需補償?shù)臒o功電流為46A，減去24A，差為22A，再除20，得數(shù)為1.1，則需投入的有級電容為1級20A和1級12A的電容，剩下的14A由無級模塊補償。

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、無功電流的計算、有級電容級數(shù)計算、同步信號的采集、觸發(fā)信號的產(chǎn)生等。

2.3 技術(shù)特征:可就地補償，也可集中補償;實行三相動態(tài)補償;實施跟蹤補償無功功率;動態(tài)抑制負荷諧波;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自動退出，送電后自動恢復(fù)運行;微機控制，智能優(yōu)化投切方式，實現(xiàn)無人值守，并具穿行通訊功能;在規(guī)定的動態(tài)相應(yīng)內(nèi)，多級補償一次到位，補償后功率因數(shù)達到規(guī)定要求。

2.4 技術(shù)參數(shù):系統(tǒng)標稱電壓: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，無功補償內(nèi)部接線方式:Y，測量誤差:電壓小于等于正負0.2%，電流小于等于正負0.5%，功率因數(shù)小于等于正負2%，電壓整定范圍:正負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，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時以后，大部分負荷已經(jīng)退出，無功自動補償裝置會自動切除補償電容，原系統(tǒng)中的3000Kvar補償電容仍工作，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。在負荷增加，無功功率變化時，自動無功補償裝置可以根據(jù)電網(wǎng)無功、功率因數(shù)、電壓進行分級，自動投入最佳容量的電容器，可提高電壓 △Y=11.4×0.394×5.5=24.7V，保持電壓有一個合適的值。

4.成本回收期:主管部門利率獎懲:2003年的平均功率因數(shù)是0.92，利率獎勵為105896元，功率因數(shù)提高到0.95年增加的獎勵額為 105896÷0.0030×0.0075-105696=159044元;線路損耗:自動無功補償柜投入后減少的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，這些計算繁瑣，也不準確，因此忽略不計。

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

結(jié)束語:

自動無功補償裝置應(yīng)用于哈飛主變具有十分明顯的節(jié)能、節(jié)省電費效果，同時可以減少電壓波動，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)