高压无功系数自动综合控制技术在35kv系统中的应用

高压无功系数自动综合控制技术在35kv系统中的应用

1人工调节无功无功率补偿，即无功率补偿，是电子网络系统中提高电网功率的功能，降低供电装置和传输线路的损失，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自动补偿装置的原理2.1电容器柜的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串联电容器的工作原理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(PowerFactorController)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电容器组运行控制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(cosφ<0.95)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自动补偿装置的特点3.1灭弧室、破弧室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重燃。专门设计可频繁动作操作机构,可靠动作寿命3万次。3.2电容器的内部保护作用每组电容器都装有过电压、过电流和三相不平衡电压的微机保护,能及时发现电容器的内部故障,有效防止电容器内部故障的扩大,杜绝电容器由内部故障状态发展到事故状态,保证电容器组的安全运行。3.3“四距离”功能随时连接和通信具有rs-485通信接口,可接入变电站综合自动化系统或调度自动化系统实现“四遥”功能。3.4输油管线某35kv变压器总体用量把电容器组分为3组,连续递增或递减循环投切电容器,能使功率因数稳定在定值范围内,并且投切电容时对电网冲击小。上述的临濮输油管线某35kv变电所,电容器总容量为600Kavr共分为3组,每组依次为300Kvar、200Kvar和100Kvar,功率因数整设定值下限为0.95上限为0.99。以下是昼夜24小时本产品装置的电容器投切情况:2010年6月-2011年12月,装置跟踪电网的变化投切电容器组,使功率因数稳定在0.95-0.96的范围内,补偿效果较为理想。3.5电容器爆炸退火电容器是高场强的高压设备,电容器频繁投切容易发生击穿故障,一旦发生击穿故障有可能引起电容器爆炸着火。6KV无功自动补偿装置运行时会及时发现电容器的早期故障,发现故障后尽快的把故障电容器切掉,可以保证高压无功补偿设备安全运行、避免爆炸事件的发生。4电容器安装维护。过4.1新安装的或停止使用时间较长的装置,在使用前必须进行耐压试验,实验前后应检查电容量,若电容量发生明显变化,则不能投入使用,待查明原因处理后方可投入;4.2装置投运前,应用兆欧表测量放电回路是否良好;4.3装置运行期间,应定期定时巡视检查,若发现电容器外壳有明显鼓胀、渗油、异响等异常现象,应立即停止使用,待查明原因处理后方可投入;4.4装置检修前必须断电、放电、验电、挂接上专用接地线,并短接每台电容器的两个端头,检修人员方可接触、维护保养电容器组;4.5电容器组自回路断开后,三分钟内不得重新投入;4.6装置无论是新安装还是运行一段时间后,都必须定期清除污垢;4.7要检查装置紧固螺钉、螺母、机械传动部位,清洁绝缘件表面。随时做好更换磨损零部件或重新调整机械特性等。4.8通过电容表和电流表,检查电容器容量,通过继电器和指示灯观察保护的动作情况,在保护动作跳闸未找出原因,并正确处理前,不得重新合闸。4.9保护装置动作后,不允许强行试送,应根据保护动作情况进行分析,仔细检查电容器有无熔丝熔断、鼓肚、过热、爆裂或套管放电痕迹,电容器无明显故障,还应对配套设备进行检查,查明原因并排除故障后,方可再投入,原因不明时,电容器应经试验后才能投入。4.10若电容器损坏,以新电容器更换,必须保证型号、参数相同。4.11处理故障时,电容器组虽经放电线圈放电,但为了人身安全仍要对电容器端子短路接地进行人工放电后,才允许接触电容器。4.12电容器的保护熔断器