6kV高壓配電室高壓無功補償改造運行措施

李鍇

【摘 要】6kV高壓配電室兩路電源1170線和1177線均引自11#變電所母線，線路較長，沿途T接用戶較多，用電負荷不穩定，不能滿足電壓幅值在額定值±7%以內的國標要求，影響正常生產用電需求。論文對6kV高壓配電線路進行改造，在6kV兩段母線上各安裝1套補償裝置，從而達到穩定電壓、提高生產用電安全高效的目的。

【Abstract】Both 1170 and 1177 lines of power supply in 6kV high voltage distribution room are derived from the bus of 11# substation， the lines are long. There are more T users along the way， and the electric load is unstable， which can not meet the requirements of the national standard whose voltage amplitude is less than ±7%， which affects the demand for electricity consumption in normal production. This paper analyzes the transformation of 6kV high voltage distribution line and installs a set of compensation devices on each of the two stages of 6kV bus， so as to stabilize the voltage and improve the safety and efficiency of production power consumption.

【關鍵詞】高壓配電;無功補償;電容器;繼電器

【Keywords】high voltage distribution; reactive compensation; capacitor; relay

【中圖分類號】TM726? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）10-0150-02

1 引言

馬鋼某公司6kV高壓配電室兩路電源1170線和1177線均引自馬鋼11#變電所6kV母線，線路長約3km，架空線導線截面分別為雙并LGJ—120mm2。

這兩條線路沿途T接用戶較多，用電負荷不穩定，6kV供電系統的電壓最低時僅5.1kV，功率因數Cosφ=0.75～0.80，不能滿足電壓幅值在額定值±7%以內的國標要求，導致電機發熱嚴重，曾經出現過電機燒毀的故障，影響正常生產，同時電壓過低也使生產效率低，用電成本增加。

基于上述原因，對6kV高壓配電線路進行改造，考慮到分段運行模式，在其兩段母線上各安裝1套補償裝置，即2×2000kVar。進線柜2臺，電容器柜6臺，兩排面對面布置，并由控制器采樣兩段進線柜的電壓和電流信號，根據電壓情況和功率因數值來自動組合投切，補償線路無功功率，穩定電壓，提高功率因素。

2 技術方案

主接線圖如圖1所示。

單套6kV無功補償容量裝置由3臺無功補償柜組成，第1臺無功補償柜為進線柜，進線柜上安裝自動控制器。自動控制器采樣兩路進線的電壓電流信號，集中控制兩套穩壓補償裝置的運行，并補償安裝容量400kVar，第2臺補償柜安裝容量600kVar，第3臺補償柜安裝容量1000kVar。2臺動態無功補償裝置共有14種投切組合方案，分別為：400kVar，600kVar，1000kVar，1200kVar，1400kVar，1600kVar，2000kVar，2400kVar，

2600kVar，3000kVar，3200kVar，3400kVar，3600kVar，4000kVar。

此次高壓無功補償成套設備由安徽一天電氣技術有限公司提供。

3 主要元器件技術措施

電容器補償柜中串聯鐵心電抗器，用于限制電容器投切時的沖擊電流，也可以對5次以上的諧波有吸收作用。電抗器選用了杭州精誠電力設備有限公司生產，型號為CKSC/6.6系列的產品。串聯電抗器采用三相鐵心電抗器，有良好的線性度，采用取向硅晶片及合理的氣隙，電抗器采用多層繞制而成，以保證每相電感量之間偏差不大于1%，工作時確保最高溫升不超過60K[1]。其過載能力、電感量、噪音標準按國家有關標準執行。

電容器采用全膜交流并聯電容器，采用桂林電力電容器有限責任公司生產的產品，型號為BFM6.6系列[2]。電容器也是決定成套裝置非常主要的元器件。

其性能為：

①電容器在1.1倍額定電壓下能夠長期運行;

②電容器在1.3倍額定電流下能夠長期運行;

③放電元件：電容器內部放電元件可以使電容器斷開電源后，剩余電壓在5～20s內由1.414倍額定電壓降至0.1倍或50V以下。

控制器是實現自動補償功能的主要計算和控制單元。自動投切控制器具有以下功能：在線測量I、U，并計算P、Q、cosφ。可根據濾波器運行操作的特點、系統設計的要求、實際運行經驗設置投切條件。這里無功補償控制器以電壓設定為優先控制條件，電壓和功率因數組合投切方式。異常報警閉鎖出口：當繼保動作、開關拒動或裝置失電時，發出報警，顯示故障部位并閉鎖出口[3]。自動、手動切換。當手動操作時，控制器自動閉鎖退出控制。自動發出控制指令前，首先探詢動作后的預期參數，（可能會兩組以上同時動作）以減少動作次數和動作延時。動作間隔時間可調。功率因數控制值可調。電壓設定值可調。具有通訊功能，能與監控系統或調度通訊。

微機保護裝置。除無功補償饋線開關柜（19GG、20GG）為常規繼電器保護外，其他6kV開關柜均改造為數字式綜合保護裝置。

因此，本次將19GG、20GG開關柜常規繼電器保護改為數字式綜合保護裝置，并與后臺計算機相聯，進行監控。

4 改造與調試

本次6kV高壓配電室高壓無功補償改造通過“三電”經費立項，由馬鋼設備檢修公司負責具體施工，經過15天的精密安裝，先后完成了自動無功補償裝置柜的吊裝、管廊橋架安裝及布線等工序任務;后續項目調試進展順利，改造圓滿竣工。

由于高壓無功補償設備投運按電壓優先投運原則，經過多次的系統參數調整，最終將控制器設置電壓投運設置范圍設定為5.85～6.35kV，功率因素設置為過0.78～欠0.93，每天投運次數為50次，每組投運間隔3min[4]。

5 運行效果

在滿負荷生產的情況下，每天投運8～15次，最高投運4000kVar，夜間生產，一般投運1600kVar，電壓可控制在5.8～6.2kV;低壓側電壓控制在365～410V，符合國標要求，滿足了生產安全用電需求。

在有功負荷P不變的前提下，通過無功補償，將功率因數由0.80提高到0.97以上，供電設備的輸出電流減少12%，隨著總電流的下降，供電設備和輸電線路的損耗同時下降。

在有功負荷P不變的前提下，通過無功補償，將功率因數由0.80提高到0.97以上，甚至將無功功率倒送到11#變電所，減少了11#變電所的無功負荷，提高了供電設備的帶負荷能力。

在有功負荷P不變的前提下，通過無功補償，將功率因數由0.80提高到0.97以上，用電負荷占用電網的無功功率下降58%，即：用戶無功電能表累計的無功電度數減少58%。

【參考文獻】

【1】劉淑敏，等.無功補償裝置的選擇[J].電氣傳動，2002（4）：35.

【2】曾志強.10KV配電網設計及節能問題[J].科技傳播，2013（9）：67.

【3】王軍旗.對于輸配電線路運行維護與管理的幾點看法[J].通訊世界，2013（23）：89.

【4】邱鵬.關于輸配電線路運行維護及管理問題的探討[J].科技創新與應用，2015（31）：78.