QAC—6KV高压功率因数自动调节装置应用及维护.docVIP

QAC—6KV高压功率因数自动调节装置应用及维护摘 要：针对临濮输油管线某站35KV供电系统采用固定电容器组无功补偿，缺少动态无功调节手段，在供电峰谷期间功率因数波动较大，反复出现过补和欠补偿，35kV系统电压高低变化大，影响设备运行问题，为解决无功过（欠）补偿，稳定系统电压，本文以QAC高压功率因数自动补偿装置为例，浅析高压无功功率因数自动综合控制技术的应用。 关键词：无功补偿；功率因数；自动补偿；实时控制 中图分类号：V228.2+5 文献标识码：A 1 无功补偿现状分析 无功功率补偿，简称无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。按照国家电网公司电压无功管理规定，大用户的功率因数应达到0.95。然而，临濮管线许多变电站的无功补偿依然采用传统的调节方式，只能手动投切电容， 以达到所需的功率因数。这样的电容器组一旦投入后便不能随供电电压的变化而变化：当发现无功功率小于0.95时，值班员前往电容器室调节操作，等调节完毕后也许对无功的需求又发生了变化，因而人工调节无功，难以及时跟踪供电电压的变化，无法实现及时无功补偿，故而人工调节无功，不仅调节滞后操作繁琐费时，而且投切补偿电容量不准确（出现过补偿或欠补偿的现象），不仅达不到预期的经济效果，反而使用电设备的使用寿命明显下降。为了弥补这种缺陷，变电站必须采用高压无功功率自动补偿技术。 2 高压功率因数自动补偿装置原理 2.1 装置结构组成 补偿装置采用哈尔滨通用电控有限公司QAC-6KV全封闭型柜式装置，由一面进线柜及3面电容器柜组成。进线柜包括与用户一、二次电缆接口及无功补偿控制器组成，每面电容器柜由高压隔离开关、高压真空接触器、高压并联电容器组、串联电抗器、放电线圈、高压氧化锌避雷器和熔断器等一些附属设备组成。无功补偿一次系统图和无功补偿装置结构图如图 2.1.1和2.1.2所示，虚线框内为补偿装置。 2.2 装置主要器件功能 高压氧化锌避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性，并接在电容器组线路上，以限制投切电容器组时所引起的操作过电压；高压真空接触器可以频繁投切电容器组；高压熔断器与电容器串联，当电容器出现短路故障时，熔断器动作，同时将该组故障电容器切除，有效防止故障扩大；放电线圈并接于电容器两端，当电容器组断开电源时，能将电容器两端剩余电压在5秒钟内自电压峰值降至0.1安培额定电压或50V以下；串联电抗器与并联电容器相串联，用于抑制电网电压、限制合闸涌流和电流中的谐波分量。 另外，功率因数控制器PFC（Power Factor Controller）是装在QAC-6KV进线柜，采用西德ABB公司生产的RVT型功率因数控制器作为功率因数调节元件。PFC控制器是无功补偿的核心，其性能直接影响补偿的效果。它是根据检测的 功率因数或无功功率，按照一定的控制规则投入/切除电容器，实现对线路进行无功补偿。该控制器采用线性/循环（有三种控制方法：线性/循环、渐进/直接、一般/积分）的方式投切电容器。它可测量电流、电压、额定功率，无功功率，功率因数，谐波电压，通过485接口与微机联网，实现遥控遥测。功率因数控制器的电压与电流模拟量信号取自母线电源侧，对监测信号进行处理、分析判断后，由控制器发出指令控制高压真空接触器进行投切。RVT型控制器接线如下图2.2.1所示。 2.3 工作原理 QAC-6KV型无功自动补偿装置由高可靠性的PFC控制器按照控制策略进行功率因数与无功功率综合控制。电容器组由高压真空接触器来投切。当控制器检测到无功功率值超过整定值（cosφ≧0.99）时，控制器根据所需选择容量相当的电容器组，并给出控制信号，自动合闸高压真空接触器，将该电容器组投入运行；当无功功率值低于整定值（cosφ0.95）时，控制器给出控制信号将高压真空接触器断开，该电容器组退出运行，再进行选择容量相当的电容器组，以上操作完全是自动进行。 本装置的关键环节之一是自动检测环节，它采用鉴相器的原理，将被测电压与电流的相位变化转换成反映功率因数变化的直流电压信号，将该信号用开关放大电路变成运算单元所需的逻辑电压。然后通过逻辑运算和输出放大后，带动电子开关→提供通信信号→再经过中间继电器，操纵高压真空接触器，以分组自动投入或切除高压补偿电容器组，确保补偿后的网络功率固数维持最佳值。 3 无功自动补偿装置特点 3.1 模块式电容器投切专用真空开关： 电容器投切专用开关采用模块式结构设计， 开关的灭弧室采用真空断路器灭弧室，能长期承受投电容器时涌流的冲击，大触头开距切电容器时能避免