T B B 1 0-1 8 0 0在高压配电室的应用

陈 欣 于海生 来志强 张长缨

(安阳钢铁集团有限公司，河南 安阳455004）

0 前言

焦化厂第四配电室2011年年底建成，次年年初投运，四配电是变电、输送、供电三位一体的综合大型配电室，由2条高压电源进线，双线电源供电，回路分三段，电压等级10kV，44块高压配电屏、6块低压配电屏组成，具备有专业电脑微机监控室，有电源切换、交直流逆变，微机线路保护，数据打印，电脑监控功能。但是，自2012年投运初期，因高压微机综保上显示系统功率因数低，仅为0.78左右，导致现场负荷出力少，系统损耗大，所以必须进行高压无功集中补偿，来维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，使配电系统能够安全经济运行。

1 无功补偿的目的

一般来说，在供电系统中输送的有功功率保持恒定的情况下，若设备的功率因数降低，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使输电线路的有功功率损耗和电能损耗增大。功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其他用电设备的正常运行。此外，功率因数降低会使系统内的电气设备容量不能充分利用，因为变压器都有一定的额定电压和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，根据P＝UIcosΦ关系式，功率因数降低则有功出力也将随之降低，使设备容量不能充分利用。所以，必须设法提高系统中各相关部分的功率因数，以充分利用设备的容量，增加输电能力，减少功率损耗和电能损耗，以达到节约电能和提高供电质量的目的。提高功率因数的方法有提高自然功率因数和采用无功补偿提高功率因数两大类。当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍达不到要求时，就需要采用无功补偿方法来实现。

2 无功补偿的实现

考虑到并联电容器补偿无功功率具有结构简单、经济方便等优点，焦化厂四配电采用静电电容器作无功补偿，其产生超前电压容性电流特性，与电动机、变压器产生滞后电压感性电流相抵消(补偿)作用。设计线电源侧分别并联静电电容器使前端电网上的无功电流大大降低，功消耗即得到补偿，补偿方式为高压集中补偿，分两组进行补偿，第一组容量为600kvar，第二组容量为1200kvar。

装置选用TBB10-1800型的无功补偿，该系列高压无功集中补偿装置采用优质高压电力电容器，具有可靠性高、寿命长、损耗小、运行温升低、故障率低等特点，电容器外置放电元件，保证装置在脱离电网后，5S内将残压降至50V以下。电容器采用单星形接线方式，保护方式主要有过压、欠压、过流、速断、开口三角保护。电容器采用BAMRr12/■3-200-1W，ABB公司产品，单台电容器容量为200kvar，电抗器采用CKSCL-144/12/■3-12%，配置为电抗率12%的串联电抗器。

2.1 全站负荷计算

负荷计算采用需要系数法

主要计算公式有：有功功率：P＝Pe·Kd

无功功率：Q ＝ P·tgΦ

视在功率：S ＝ P/CosΦ

计算电流：I＝ S/1.732UN

取系数KΣp＝0.9；KΣq＝0.97

根据表1可算出：ΣPi＝5244kW；ΣQi＝3926kvar

则 P＝ KΣPΣPi＝ 0.9×5244kW ＝ 4720kW

Q＝ KΣqΣQi＝ 0.97×3926kvar＝ 3808kvar

由 S2＝ P2+Q2得出 S≈6065kV·A

I＝ S/1.732UN≈350A

COSΦ ＝ P/S＝ 4720/6065≈ 0.78

表1 2#回收10kV配电所高压供电负荷计算书

2.2 功率补偿

按上级电网要求COSΦ≥0.9,而由上面计算可知COSΦ＝0.78＜0.9，因此需要在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。

根据补偿要求：

Qc ＝ 4720×（tanarc cos0.78-tanarc cos0.97）kvar

＝2604kvar取 Qc＝2600 kvar

无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷：

由式 S′2＝ 47202+(3926-2600)2得出 S′＝4903kV·A

变压器的功率损耗为：

△QT＝0.06 S′＝0.06*4903＝294 kvar

△PT＝0.015 S′＝0.015*4903＝74 kW

四配电高压侧计算负荷为：

P′＝ 4825+74 ＝ 4899 kW

Q′＝ (3926-2600)+294＝ 1620 kvar

由式 S′2＝ (P2+Q2)得出 S′＝ 5160 kV·A

无功率补偿后，该站的功率因数为：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 4903/5160＝ 0.95

则该站的功率因数为：

cosΦ′＝ P′/S′＝ 0.95≥0.9

因此，实现了四配电的高压无功集中补偿。

3 结束语

TBB10-1800型补偿装置以其结构简单，性能良好，可进行动态无功功率补偿、电压控制，提高了传动设备运行的可靠性和电网质量，降低了设备能耗和故障率，为焦化厂生产设备稳定运行打下了良好的基础。

［1］沙舟.电力电容器及无功补偿技术手册[S].

［2］中华人民共和国机械行业标准.JB/T 7111-1993高压并联电容器装置[S].