变配电论文关于水厂10kV变配电无功补偿技术改造论文范文参考资料

变配电论文关于水厂10kV变配电无功补偿技术改造论文范文参考资料 （宁波市自来水有限公司，浙江 宁波 315040） 摘 要：通过对水厂高压配电系统进行无功补偿技术改造，增强了水厂变配电系统的稳定性。提升了设备的整体运行效率，有效地减少了设备无功损耗，降低了水厂电耗成本。同时，新增微机保护减少了人工操作量，避免了人为误操作的可能性，提高了水厂的安全性和稳定性。 关键词：变配电；无功补偿；微机保护 ：TM714.3 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.xx.06.068 ：160315；修回日期：160504 作者简介：包海兵（1974-），男，浙江宁波人，在读工程硕士，工程师，主要从事电气自动化及过程控制研究， E-mail：13738436375163.。 南郊水厂是宁波市区的主力水厂之一，设计供水能力为20万t/d。水厂10 kV变配电所为水厂生产提供电源动力保障，其安全、可靠运行是保证水厂供水的重要前提。10 kV变配电所共包括两台容量3 150 kVA的10 kV/6 kV变压器。主变压器一次侧采用10 kV双电源供电，二次侧为送水泵房6 kV高压送水泵供电，10 kV及6 kV电气主接线均为单母线分段接线。二次侧（6 kV）每段母线除出线回路外，另安装有电容器组，作为主变压器以及出线回路负荷的无功补偿。10 kV变配电站原有的无功补偿装置是基于20世纪90年代及以前的电气设计思路，即用于无功补偿的电容器组采用整组投入的工作模式，调节和投切方式为手动，且电容器组采用三角形接线。 1 原无功补偿存在的隐患 1）由于每段母线仅配置一组电容器，无功补偿的电容器容量固定，当负荷变化时，容易造成电压的波动和无功补偿的不平衡。也就是说，当实际负荷较少时，特别是水厂在夜间供水量明显下降时，可能出现过补偿现象；而当负荷较大时，特别白天或旺季供水负荷较重时，则出现欠补偿现象。因此，采用整组手动投切的方式，只能形成“投则全投”或“退则全退”的状况，无法与实际需求的无功补偿相匹配，起不到真正有效的补偿作用1。 2）南郊水厂10 kV变配电所采用双电源供电，正常运行方式一用一备。改造前，采用人工投切方式，投切操作一个循环需费时1530 min，造成停电间隔时间过长，且安全可靠性差。人工手动投切操作繁杂，极易发生误操作。且水厂供水的连续性和可靠性得不到有效保障，与城市供水的重要性不相符。 3）原无功补偿方式二次线路中采用的继电保护的继电器已陈旧老化，继电器的开闭节点磨损严重，厂区电网一旦有短路故障，极易发生拒动或误动，使事故扩大。 4）原无功补偿一次线路采用三角型接线，存在诸多隐患。即当三角型接线的电容器发生全击穿短路时，高压侧等同于相间短路，其注入故障点的能量有三路：一为系统短路电流，二为故障相健全电容器的涌放电流，三为其他二相电容器的涌放电流。这些电流的总能量比电容器的油箱耐爆能量要大得多，极有可能引发油箱爆炸事故，造成人员受伤和设备损失，因此，存在着很大的安全隐患。 2 技改主要内容 1）变配电二次线路由常规继电保护改为微机型保护2，即选用功能完善的微机型保护装置，可对馈线、厂用变、电容器等进行保护。微机保护采用的单片机具备采集、监视、控制、自检等功能，可对变配电系统的负荷、运行情况以及故障等进行远程控制和监视。其具有以下优势：一是可靠性高。微机保护单元代替了多种保护继电器和测量仪表，简化了开关柜与控制屏的接线，从而减少了相关设备的故障环节，提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度芯片，软件有自动检测与自动纠错功能，也提高了保护的可靠性。二是精度高，速度快，功能多。测量部分的数字化大大提高其精度，可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。三是灵活性大。通过软件可以很方便地改变保护与控制特性，利用逻辑判断实现各种互锁，利用不同软件，对硬件可构成不同类型的保护。四是维护调试方便。硬件种类少，线路统一，外部接线简单，大大减少了维护工作量。保护调试与整定利用输入按键或由计算机下传来进行，调试简单方便。五是性能价格比高。由于微机保护的多功能性，使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。同时可以减少停电时间，节省人力，提高了经济效益。 2）将无功补偿电容器组根据计算分为若干小组，由整组投切改为分组投切3，由人工手动投切方式改为微机自动投切。该自动投切装置，能够自动跟踪系统负荷的变化，根据系统的实时负荷，经微机自动计算后作出判别，并提出最佳自动投切组合方案，将无功补偿至最佳容量，从而提高了系统的功率因数，保证功率因数达到0.95以上，这样就大大改善了电网的电压质量，且减小了线路损耗，达到节能的效果，提升了企业的经济效益。 3）电容器组采用星型接线。其优点表现在：星型连接时，当电容器发生单相短路，短路电流为短路两线电流的矢量和，其值不会超过电容器组额定电流的三倍，而且没有其他两相的涌放电流；而采用三角形连接，一旦发生单相短路，注入故障的电流不仅故障相，还有其他两相和系统的短路电流，因此总的短路电流会达到额定电流的很多倍，从而造成事故，甚至引起电容器组油箱爆炸。显然，从安全性角度，高压无功补偿采用星型接法更加合理。通过更改电容器组接线方式，大大提高了无功补偿装置的可靠性。 3 技改效益分析 1）技改设备投资。水厂变配电所由继电保护改为微机保护，无功补偿改为自动投切装置，共改造22柜。每柜屏面改造费用0.5万元，增加微机保护1.2万元。共计（0.5+1.2）22=37.4万元。6 kV电容器组（分组自动投切）TBBZ6-900*每套35万元2=70万元，辅助材料为10万元。安装调试费用为总设备费用的1.25倍。合计技改费用为（37.4+70+10）1.25=146.75万元。 2）通过提升功率因素，减少电费支出。通过无功补偿，提升了功率因素，或者说减小了无功电量，从而节省了水厂电费支出。对改造前后有功电量、无功电量以及功率因数进行对比分析：改造前一年同期，平均每班（8 h为一班）有功电量、无功电量分别为12 224 kWh、1 405 kVarh，平均功率因数0.993 5。改造后，平均每班有功电量、无功电量分别为10 481 kWh、654 kVarh，平均功率因数0.998 1。按每班有功电量同为12 000 kWh计算，无功平均每班减少1 374-741=633 kVarh，则一年累计减少无功电量6333365=693 135 kVarh。按电网每减少1 kVarh可以节能0.6元计算，一年可节省电费41.59万元。 3）减小了日常维护费用 。微机保护以及自动投切装置，提高了供电安全可靠性，通过改造，可大大减少日后维修、维护工作量，使南郊水厂供配电系统更加安全稳定地工作。 4 结束语 通过此次无功补偿技术改造，提升了设备的整体运行效率，有效地减少了设备无