安科瑞ANSVC动态无功补偿装置在南京某高等院校中的应用

　　安科瑞 黄飞蓉 18860995251
　　摘要： 随着人们对电能质量与治理日益增长的需求，人们对电网电能治理的要求越来越高。对于高等院校来说，想要安全稳定的电网，就需要解决电网的电能治理问题，对高校不同区域的实际情况进行评估，相应的问题提出相应解决措施。ANSVC无功补偿装置对电网的安全经济运行、保障高校用电质量和科学实验的正常运行起着至关重要的作用。
　　关键词：电能质量，高等院校，SVC，无功补偿
　　0：概述
　　高等院校中的电网功率因数普遍偏低，会导致损耗增加、输送容量减少、电网电压偏移，影响教学楼日常用电、实验室设备寿命缩短。安装ANSVC无功补偿装置进行无功补偿，可将功率因数提高到0.95，改善电压波动、闪变等状况。普通电容器组经济效益高、维护简便、自身损耗小，可以快速地保障高校的电能质量。
　　高等院校中负载多为照明、空调、教学设备、宿舍楼用电、教师公寓用电等，由三相负载、单相负载组合而成，其主要产生3、5、7次谐波，电网中的变压器既传输有功也传输无功，但无功在电网流入流出过程中会有损耗，因而功率因数下降，会引起负载工作异常、电费罚款较多。所以要选择ANSVC无功补偿装置进行无功补偿，节约成本。
　　ANSVC 在出厂前已经经过测试和检查，并根据安全运输的要求进行运输准备，但在长途运输过程中，ANSVC 上固定零件仍有可能由于振动颠簸等原因而松动，因此收到该设备后，请进行如下检查：
　　a) 检查运输的包装箱有无损坏，如果发现任何损坏，则要求运输代理检查运输情况并在运输接收单上记录损坏情况;
　　b) 如果包装箱没有明显损坏，拆卸包装箱时，应尽量小心，如果使用杠、锤等工具来拆除包装箱时，注意不要损坏设备;
　　c) 检查设备有无外部损坏，如面板擦伤、掉漆、凹陷等，检查有无元器件和连线松动。如运输有损伤应要求索赔，在索赔过程中需要协助，请联系本公司。
　　启动前的准备工作
　　1)安装检查
　　a)检查 ANSVC 机柜是否安装平稳;
　　b)检查 ANSVC 的安装电缆及电流互感器的电流采样线是否牢固;
　　c)检查机柜及电流互感器的接地线是否正确、牢固;
　　d)检查表计是否有连接线脱落。
　　2)相序检查
　　输入电压是正相序(A 相 → B 相 → C 相 →A 相)连接，错相会造成 ANSVC不能正常运行!检查相序办法：检查主电路接线，确保 ANSVC 的相序与电网相序一致。
　　3)互感器检查
　　互感器的接线错误是导致 ANSVC 不能正常运行的主要原因之一! 互感器接线的相序和主电路相序一致，互感器的 P1 面始终指向电网侧，P2 面始终指向负载侧。
　　1：项目概述：
　　南京某高等院校信息技术科研楼改造项目，该项目建筑楼层10层，高低压配电室建设于2012年，低压电力电容采用的是传统电容，现使用年限已到，低压电力电容老化严重，部分电容已经出现变形，电容老化易引起爆炸，造成安全事故，影响用电安全，也会造成功率因数偏低，电能质量差。
　　为了确保用电安全，排除安全隐患，保证配电室用电设备和配电设备正常运行，现将对配电室低压电容器、电抗器、投切开关、功率因数控制器等电容设备进行改造。改造后要求每台无功补偿柜补偿后的功率因数大于0.95要求的功率因数，系统内谐波小于5%。提高电能质量，可确保电容补偿设备正常运行，低压电力电容改造重在强调改造后补偿的安全性，可靠性，低压电容配比补偿量占变压器总容量(20%-30%)的比例，同时改造后电容补偿要求实用性与智能性，改造后的功率因数控制器具有RS485标准接口，支持Modbus标准通讯规约，可方便接入电力监控管理系统平台，可进行远程实时监控，在线巡检及数据管理，也可对设备运行状态实时监测与预警。

　　图1 改造前配电室现场图片
　　2：解决方案
　　高校中的既有三相负载又有单相负载，选择共补电容器和分补电容器进行混合补偿，而系统中的3、5、7次谐波会引起电容器寿命缩短或直接鼓包损坏，所以选择14%电抗率的电抗器来保护电容器，安装ANSVC无功补偿装置进行无功补偿，可以提高电能质量，保护设备，节省开支。
　　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，通过无功补偿控制器计算，计算出投切电容器的方案，通过无触点开关控制各组电力电容器投切。

　　图2 二次接线图纸
　　根据二次接线图纸提供的信息：单柜装机容量为200kvar，分补占总容量的40%，电抗率14%，选择适当的配置方案： 200kvar=共补(40kvar*3)+分补(30kvar*2+20kvar)

　　2.1产品特点
　　1)装置柜体采用框架拼装式结构，表面喷塑或钝化处理，外观整洁美观、耐老化、抗腐蚀、高寿命。
　　2)结构设计紧凑合理，布线整齐大方，维护方便。
　　3)装置柜体可独立安装或与其它柜体拼柜安装。
　　4)多种补偿形式：三相共补、三相分补、共补+分补三种形式。根据电网的实际情况，兼顾补偿效果和成本，合理选用补偿形式。充分解决补偿无功和三相不平衡之间以及三相分补和成本之间的矛盾。
　　5)使用串联电抗器保护电容器，可根据用户现场具体电网背景定制方案。
　　6)控制器具有多回路循环或编码投切运行方式，能有效地避免分组投切时个别电容投切过于频繁的问题。
　　7)具有数据采集功能和标准的通信接口，可实现远程实时监测和计算机联网管理。
　　8)采用无触点开关进行投切电容，过零投入，既没有投切涌流又有良好的散热机制可靠性高。
　　9)具备电力参数监测、采集和统计功能。
　　3：ANSVC无功补偿装置
　　3.1 概述
　　ANSVC无功补偿装置适用于频率50Hz电压0.4KV的系统中，集无功补偿、电网监测于一体，不但可以通过投切电容器来补偿电网中的无功损耗，提高功率因数，降低损耗，从而提高电网的负载能力和供电质量，同时还能够实时监测电网的三相电压、电流、功率因数等电量参数。ANSVC无功补偿装置由电容器、电抗器、投切开关、控制器等散件组成。
　　3.2 ANBSMJ自愈式并联电容器
　　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(图1)和方形(图2)，功能上分为共补电容和分补电容(图3)

　　图3 圆形电容

　　图4方形电容器

　　图5共补分补电容器上图示例
　　3.3 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(图4)和分补电抗(图5)，电抗率分为7%或14%

　　图6 共补电抗

　　图7 分补电抗
　　3.4 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(图6)和晶闸管开关(图7)。

　　图8 复合开关图

　　图9 晶闸管开关
　　3.5 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，实现了电容补偿柜的自动稳定投切，改善电网的功率因数，是低压配电系统补偿无功功率的理想控制器。
　　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：144*144
　　开孔尺寸：138*138

　　图10 控制器外形

　　图11 控制器尺寸
　　3.6 技术参数

　　3.7 接线方式

　　4 结语
　　ANSVC无功补偿装置在该项目中长期投入运行，安全可靠，取得检验机构颁发的带有CMA、CAL、ilac-MRA、CNAS等认证资质的型式试验报告，售后服务有保障。既能补偿系统中的无功需量，也能实时监测系统中的各项参数，方便快捷地将数据传输到后台进行统一管理，使整个配电工程实现了综合自动化。
　　ANSVC 低压无功功率补偿装置广泛应用于电力、汽车、冶金、铁道、石油、港口、轻工、机械制造、化工、造纸、纺织、煤炭、造船、通讯、建材、机场、大型场馆、高层建筑等场所配电系统中，特别适用于电焊机、气锤、注塑机、密炼机、中频炉、轧机、起重机、电梯、行车等特别需要无功补偿的场合。
　　5 维护
　　ANSVC 现场运行时免维护，现场维护只能由合格的服务人员进行，并只限于设备及其部件的清洁和检查，所有的服务和维修工作应由安科瑞电气股份有限公司的服务技术人员或合格电气技术人员来进行。
　　5.1 日常维护
　　a) 检查主断路器或主隔离开关及各个熔断器;
　　b) 检查所有电力接驳点的松紧;
　　c) 检查周边温度;
　　d) 检查设备通风情况，清理风扇网罩上的积尘。
　　5.2 定期维护
　　每半年或更频繁些，应按以下步骤清洁和检查 ANSVC 设备。
　　a) 检查主进线有无松动现象;
　　b) 检查电气和机械连接牢固性;
　　c) 检查所有导线有无各种原因引起的损伤现象;
　　d) 检查表计显示有无异常;
　　e) 检查风机工作是否正常;
　　f) 检查完毕后，接通电源;