T B B 1 0-1 8 0 0在高壓配電室的應用

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，具備有專業電腦微機監控室，有電源切換、交直流逆變，微機線路保護，數據打印，電腦監控功能。但是，自2012年投運初期，因高壓微機綜保上顯示系統功率因數低，僅為0.78左右，導致現場負荷出力少，系統損耗大，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運行的穩定性，使配電系統能夠安全經濟運行。

1 無功補償的目的

一般來說，在供電系統中輸送的有功功率保持恒定的情況下，若設備的功率因數降低，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，功率因數降低會使系統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，這些參數是不容許超過的，根據P＝UIcosΦ關系式，功率因數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，必須設法提高系統中各相關部分的功率因數，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，以達到節約電能和提高供電質量的目的。提高功率因數的方法有提高自然功率因數和采用無功補償提高功率因數兩大類。當采用提高用電設備自然功率因數的方法后，功率因數仍達不到要求時，就需要采用無功補償方法來實現。

2 無功補償的實現

考慮到并聯電容器補償無功功率具有結構簡單、經濟方便等優點，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%的串聯電抗器。

2.1 全站負荷計算

負荷計算采用需要系數法

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，該站的功率因數為：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 4903/5160＝ 0.95

則該站的功率因數為：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 0.95≥0.9

因此，實現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標準.JB/T 7111-1993高壓并聯電容器裝置[S].