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ANSVC无功补偿装置助力江苏某环保能源项目

发布时间: 2022-07-13  点击次数: 121次

摘要:根据无功补偿原理,解决功率因数偏低的问题,结合该环保能源公司用电质量的现状,提出无功补偿解决方案,实际现场考察负载用电总结无功补偿装置的设计选型、安装及注意事项。ANSVC无功补偿装置由自愈式并联电容器、串联电抗器、投切开关、低压无功补偿控制器组成,能实时检测系统中的无功需量,进行无功补偿,从而提高功率因数,减少电费支出。

1.无功功率偏低的不良影响:

1、 降低发电机有功功率的输出

2、 降低输电、变电设备的供电能力

3、 线路损失增大和电能损耗增加

4、 功率因数下降,电费增收,成本增加

5、 使电气设备得不到充分发挥


在纯电容无功补偿中,电容器本身阻抗是容性的,随着谐波频率的提高,电容器的容抗会明显减小,使得谐波被电容器放大,从而叠加在补偿电流上,使电流有效值显著增加,电容器由于谐波电流的增大产生温度过高、绝缘老化、鼓包等问题。且谐波电流放大引发谐波电压增大,一旦叠加到电容器的电压上,也会使电压有效值增加,电压峰值增加,从而引起电容器产生局部放电且不能熄灭,这也是电容器鼓包损坏的一个重要因素。在大多数的低压电力系统中,谐波会对电容柜产生较大的影响。现场应用总比较常见的有变频设备数量较多、容量较大,变频器前端没有进线电抗器,相互之间会产生谐振,从而引起电容器经常出现鼓包发热等情况。

通过在低压电力电容器中串联合理配置的电抗器,进行谐波抑制。电容器的容抗值为1/ωC;在电路中串联对应的电抗器,该电抗器感抗为ωL,则电容器与电抗器会在某一频率下具有确定的阻抗,从而实现在该频率下谐波抑制。

2项目概述

江苏某环保能源公司,占地面积约16.6公顷,项目一期建设4条日处理500吨的焚烧线,2台18MW的汽轮发电机组,生活垃圾焚烧能力为2000吨/天,年发电量2.72亿千瓦时以上。现有多套新建2000KVA变压器需配套两电容补偿柜,柜子尺寸为宽1000*深1000*高2200,主要负载为电动机、办公用电、照明等。

3、解决方案

变压器容量为2000KVA,负荷率为0.8左右,预估电容柜装机容量为两套300Kvar,根据现场环境预估为3、5、7次谐波为主,谐波主要影响电容正常工作,容易发热、鼓包等,需配套14%电抗率的电抗器使用,电抗器主要功能为抑制谐波进入电容器,从而保护电容,增加电容器使用寿命。根据柜子尺寸及设备尺寸确定电容配置方案为每个柜子安装40Kvar*6路和30Kvar*2路。

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4ANSVC无功补偿装置

4.1 概述

ANSVC无功补偿装置适用于频率50Hz电压0.4KV的系统中ANSVC低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中,能根据电网中负载功率因数的变化控制电力电容器投切进行补偿。其原理为:ANSVC低压无功功率补偿装置通过CT采集电流、电压信号,由无功补偿控制器计算,计算出投切电容器的方案,通过投切开关控制各组电力电容器投切。





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3  ANSVC无功补偿装置


4.2 ANBSMJ自愈式并联电容器





ANBSMJ系列自愈式低压并联电容器一般应用于低压交流电力系统中,对工频低压电力系统设备的功率因数进行校正,就地或者集中补偿无功,电容器采用自愈式并联电容器,自愈式在击穿后可以进行自我恢复,工作状态下损耗小,并联式电容器即使损坏也不会影响电网的正常使用。电容器从外形上分为圆形(如图4)和方形(如图5),功能上分为共补电容和分补电容(如图6)





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4  圆形电容                  5  方形电容器                6  共补分补电容器上图示例


4.3 ANCK串联电抗器

ANCK系列串联电抗器与ANBSMJ系列自愈式低压并联电容器配套使用,主要用于提高0.4KV电力系统的功率因数,抑制电网的高次谐波,减轻电容器由谐波引起的过载,防止谐波过大,对电容器的安全运行,改善网络电压波形,提高供电质量和电网安全经济运行起良好作用,适用于3、5、7、9次谐波负载的无功补偿。ANCK采用铜或铝绕组,电抗分为共补电抗(如图7)和分补电抗(图8),共补电抗器主要用于三相负载,分补电抗器主要用于单相负载,电抗率分为7%或14%。


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 共补电抗                           分补电抗


4.4 AFK投切开关

AFK系列投切开关是低压无功补偿装置中,用于投切电容器的产品。其基本工作原理是在控制器发出投入或切除指令后,投切开关闭合或断开,将无功补偿支路与系统连接或中断,实现过零投切,投切过程无过压、电弧等现象,响应时间快,可频繁投切。投切开关分为复合开关(如图9)和晶闸管开关(如图10)。

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9  复合开关图        图10  晶闸管开关


4.5 ARC控制器

ARC功率因数补偿控制器采用高性能MCU为核心,配以高精度的电量专用芯片,是以功率因数为取样物理量的补偿器,改控制器能可靠地运行在大谐波、非正弦电流、强干扰等任何恶劣电网环境下。自适应功能保证了电力电容的使用安全,真正实现了电容补偿柜的自动稳定投切,有效改善电网的功率因数

产品的主要特点:缺相保护、过温保护、过压欠压保护、电压电流谐波保护、多种编码投切、补偿方式多样化。



ARC控制器外形尺寸(mm):144*144,




开孔尺寸(mm):138*138

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11  控制器外形          图12控制器尺寸

4.6 技术参数

参数类型

指标

海拔高度

≤2000米

环境温度

-25~55℃

相对湿度

40℃,20~90%

额定电压

AC220V或AC380V

电容容量偏差

不超过额定值的-5~+10%

过压能力

允许在1.1Un下长期运行

过流能力

允许在1.3In下长期运行

电容内置放电电阻

在断电后3分钟内可将端子上的电压降低至75V以下

涌流

100In

电抗率

7%、14%

电抗器温升

≤95K(工频额定电流下)

电抗器绝缘耐热等级

H级(180℃)

线性度

1.8In下,电感值不低于0.95倍的额定电感值

投切开关控制电压

可接受控制输出的直流5V-12V/10mA控制信号

电流规格

45A、55A、70A、80A、110A(B型尺寸最大额定电流70A)


5 结语

ANSVC无功补偿装置可满足该环保能源项目中无功补偿的需求,提高电能质量,可以降低电网损耗和用电成本,能保障电力系统的安全用电、连续供电和经济运行。ANSVC无功补偿装置在运行中安全可靠,保护功能齐全,通过RS485与后台配合使用,能够更加方便快捷地检测电网系统,减少人力资源的投入。


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