高壓無(wú)功補償裝置分析與對策

　　無(wú)功補償裝置屬于電力系統中一次設備，作用在于提供感性負載所消耗的無(wú)功功率，減少電網(wǎng)電源向感性負荷提供由線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率，降低線(xiàn)路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，而在大系統中，還起到調整電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)穩定性的作用。

　　通常應用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補償設備，并聯(lián)電容器有以下顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)：電容器的損耗低，效率高?，F代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右;電容器是靜止設備，運行維護簡(jiǎn)單，沒(méi)有噪音;并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無(wú)功功率補償設備，其結構簡(jiǎn)單、成本低，在吸收諧波基礎上還可以補償無(wú)功、改善功率因數，維護方便、技術(shù)設計、制造經(jīng)驗成熟，目前國內外電力系統中90%的無(wú)功補償設備是并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器裝置可集中安裝，也可分散安裝在用戶(hù)處或近負荷中心的地點(diǎn)，實(shí)現無(wú)功的就地補償。

　　廣東光達電氣有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事無(wú)功補償電能質(zhì)量的成套裝置及器件的研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)制造的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品包括高、低壓無(wú)功補償兼濾波成套裝置、串聯(lián)濾波器、零序濾波器及電容器、電抗器、智能晶閘管功率模塊、復合開(kāi)關(guān)等無(wú)功補償相關(guān)電力裝置。

　　一般補償裝置分為高壓、低壓無(wú)功補償兼濾波裝置。根據現場(chǎng)供電系統運行工況、電力系統分布等特點(diǎn)，可以從以下幾點(diǎn)合理選取何種補償裝置：

　　1、高壓補償功率因數考核點(diǎn)，可以穩定接入母線(xiàn)電壓;低壓補償接近負荷，補償級差多，可以有效降低線(xiàn)路末端電壓降，穩定電壓;

　　2、高壓補償濾波效果主要受上級(供電側)主變阻抗影響,低壓補償濾波效果受配電變阻抗影響濾波效果可以預期;

　　3、高壓補償器件少，配套附件少，大容量時(shí)占地較小，小容量時(shí)占地較大，對維護設備人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求較高;低壓補償元器件較多，結構復雜，配套附件較多，小容量時(shí)占地較小，大容量時(shí)占地較大，對運行維護人員要求較低，維護工作簡(jiǎn)單，專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求較低。

　　一、現場(chǎng)描述

　　廣東某知名自來(lái)水廠(chǎng)泵站由三條10kV線(xiàn)路供電，本10kV配電站主要用于廠(chǎng)區高壓電機和廠(chǎng)區照明及泵站用電，企業(yè)中主要負荷為帶并聯(lián)電容器補償的高壓電機，其中Ⅱ線(xiàn)現有4臺高壓電機2#、4#、6#、8#，其功率分別為1600kW、1400kW、1400kW、900kW。

　　現在生產(chǎn)過(guò)程中純電容補償柜均不能穩定運行，投運過(guò)程中出現電容柜，電機噪音過(guò)大;對諧波放大，高壓諧波注入電網(wǎng)，嚴重影響供電電能質(zhì)量，同時(shí)惡化廠(chǎng)內電源質(zhì)量，尤其是直接影響動(dòng)力負荷的供電及生產(chǎn)秩序，嚴重時(shí)會(huì )引起變壓器、電纜、補償電容器組、電子監控裝置等設備燒壞，威脅用戶(hù)自身設備的安全，對供用電系統造成巨大的經(jīng)濟損失，為消除用電安全隱患，亟需對現場(chǎng)原有補償系統進(jìn)行整改。

　　二、現場(chǎng)分析及解決方案

　　根據我司對現場(chǎng)Ⅱ線(xiàn)總開(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)側供電電能質(zhì)量測試數據進(jìn)行分析，判斷現場(chǎng)供電系統純電容補償自身對高次諧波產(chǎn)生嚴重的諧波放大是電機和電容運行噪音過(guò)大的根本原因;且23次、25次諧波電流不能滿(mǎn)足《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB-T14549-93》要求;實(shí)測25次以上(特別是30次、35次)諧波含量非常高，是產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因，但國標對25次以上諧波無(wú)規定，無(wú)法考核。測試數據如下圖所示：

　　投入純電容補償前后三相電流總諧波畸變率幅值趨勢圖 投入純電容補償后三相電流總諧波畸變率趨勢圖

　　未投入純電容補償前特征次諧波電流幅值圖 投入純電容補償后特征次諧波電流幅值圖

　　經(jīng)采用我司研發(fā)的電能質(zhì)量分析元件建立模型仿真及結合用戶(hù)實(shí)況，建議泵站10kV配電站用戶(hù)對現有的純電容柜進(jìn)行濾波改造。將原有純電容補償柜改成我司MSFGD系列高壓無(wú)功補償兼濾波裝置，各高壓電機分別配MSFGD-750/12裝置3套、MSFGD-450/12裝置1套，用以整治現場(chǎng)出現的電能質(zhì)量問(wèn)題。

　　我司設計生產(chǎn)的MSFGD高壓無(wú)功補償裝置具有以下性能特點(diǎn)：

　　1、適用于6kV、10kV、35kV等中壓系統的安全濾波補償;

　　2、成套裝置可以采用框架式戶(hù)外安裝或柜式戶(hù)內安裝，;

　　3、具有手動(dòng)/自動(dòng)控制方式;自動(dòng)控制方式可以實(shí)時(shí)跟蹤負荷補償;

　　4、MSFGD型先投入低次濾波支路，后投入高次濾波支路;切除則反之;

　　5、具有完善的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、缺相等保護措施;

　　6、補償支路配有特殊定制的與電容器組相匹配的電抗器，系統感抗打打增加，能有效避免電容投入對諧波放大的現象且能夠濾除一定量的諧波，保證用電安全。

　　三、使用效果

　　經(jīng)過(guò)現場(chǎng)純電容補償改造成我司MSFGD裝置后，對比純電容裝置投運時(shí)和我司MSFGD裝置投運時(shí)的電能質(zhì)量數據，可以明顯地看出，投運我司MSFGD裝置后電流總諧波畸變率由原有純電容補償投運時(shí)的20%降至5%以?xún)惹夜β室驍狄恢本S持在0.95以上，較好地保證了供電質(zhì)量，MSFGD裝置投運后進(jìn)線(xiàn)側電流總諧波畸變率數據如圖所示：

　　投運MSFGD后三相電流總諧波畸變率趨勢圖 投入MSFGD后各特征次諧波電流幅值圖

　　我司MSFGD在泵站高壓電房運行一個(gè)月(泵站正常生產(chǎn))，MSFGD裝置、高壓電機噪音較之前明顯降低，裝置未出現熔斷器燒毀、斷路器調整保護等故障，裝置及系統安全穩定運行，得到了客戶(hù)一致好評。

　　四、產(chǎn)品適用更多場(chǎng)所

　　我司高壓無(wú)功補償兼濾波裝置MSFGD有戶(hù)內柜體式、戶(hù)外式，用戶(hù)可根據現場(chǎng)具體情況自由選擇產(chǎn)品類(lèi)型;我司根據現場(chǎng)電能質(zhì)量數據設計安全可靠的產(chǎn)品解決現場(chǎng)一切電能質(zhì)量問(wèn)題。較其它同類(lèi)產(chǎn)品，我司MSFGD系列裝置更靈活多變，可適用各種用電場(chǎng)合，主要包括：

　　1、石油、化工現場(chǎng);

　　2、冶金、軋鋼系統;

　　3、區域變電站;

　　4、電氣化鐵路;

　　5、空壓機、水泵;

　　6、大型交直流傳動(dòng)設備。

　　以下為我司應用不同現場(chǎng)不同類(lèi)型的MSFGD系列高壓無(wú)功補償兼濾波裝置：

　　戶(hù)外高壓MSFGD裝置 戶(hù)內高壓MSFGD裝置

　　戶(hù)外高壓MSFGD裝置 戶(hù)內高壓MSFGD裝置