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淺談集成式電力電容器無功補償裝置的技術特點及應用狀況

更新時間:2020-10-10 點擊次數(shù): 1236次

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要闡述了集成式電力電容器無功補償裝置的組成與應用狀況.在與常規(guī)電力電容器對比的基礎上,分析了集成式電力電容器無功補償裝置的技術特點。通過對集成式無功補償裝置原理結(jié)構(gòu)的分析,探討了對集成式無功補償裝置的分類,并提出了些看法。

關鍵詞集成式電力電容器;新代智能變電站;無功補償

引言

電力電容器是電力系統(tǒng)并聯(lián)無功補償、諧波濾波的核心器件,是組成變電站的重要設備。目前應用于變電站的常規(guī)電容器裝置是和配套設備用導線連接組成。因其占地面積大、維護頻繁、使用壽命短等原因.無法滿足新代智能變電站的建設要求,新代智能變電站建設過程中普遍采用集成式無功補償裝置替代常規(guī)電容器裝置㈣]。集成式無功補償裝置采用集合式電容器.集合式電容器于20世紀80年代中期開發(fā).90年代逐步在電力系統(tǒng)中推廣應用.目前應用已非常廣泛,運行靠,約占全部高壓并聯(lián)電容器的30%。集成式無功補償裝置是集合式電容器與串聯(lián)電抗器體化的設備,具有補償效果好、功耗低、體積小、節(jié)約成本、使用靈活、維護方便、使用壽命長、可靠性高的特點,適應了新代智能變電站對無功補償?shù)母咭蟆?/span>

1 集成式無功補償裝置的構(gòu)成

集成式無功補償裝置是由集合式高壓并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器、隔離接地開關、放電線圈、氧化鋅避雷器、成套柜體(含不銹鋼端子箱)、保護器件、溫控裝置及、二次部分接線等設備組合而成的裝置。

集成式無功補償裝置的并聯(lián)電容器通過容性無功電流,串聯(lián)電抗器與電容器串聯(lián),可投切涌流和諧波放大。氧化鋅避雷器主要用來限制電容器投切開關的過電壓。隔離接地開關主要作用是將電容器裝置與斷路器斷開。使其間有明顯可看見的斷開點,同時在停電檢修時將電容器裝置接地。

2 集成式無功補償裝置的應用

新代智能變電站示范工程武漢未來城110 kV變電站位于武漢市東湖高新開發(fā)區(qū),變電站主變壓器容量為2x50 MVA.無功補償采用集成式無功補償裝置,電容器容量按變壓器容量的16%配置。容量為1組3 Mvar+5 Mvar電容器。集成式無功補償裝置的平面布置如圖1所示。未來城110 kV變電站以110 kV典型設計1 10—C5模塊方案為模板對無功補償裝置的布置進行化設計[9].原設計采用常規(guī)無功補償裝置的平面布置圖如圖2所示。

 

圖1 集成式無功補償裝置平面布置圖

 

 

圖2 常規(guī)無功補償成套裝置平面布置圖

從圖2可以看出,常規(guī)無功補償裝置的占地面積為49.6 m2,而選用的集成式無功補償裝置占地面積僅為25.324 m2,占地面積減少了近1/2,符合新代智能變電站小型化、集成化的要求。

3集成式無功補償裝置的勢

根據(jù)新代智能變電站建設與運行情況.與常規(guī)無功補償裝置相比.集成式無功補償裝置主要有以下點:

1)造價降低,節(jié)約投資成本。集成式無功補償裝置生產(chǎn)、運輸、安裝等費用大幅下降,生產(chǎn)工時、運輸安裝費用比傳統(tǒng)模式減少40%以上。

2)成套裝置安裝簡易、擴容方便、維護簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小(占地為散裝電容器成套產(chǎn)品的1/5、集合式電容器成套產(chǎn)品的113左右)。

3)方便成套布置設計規(guī)范標準化、產(chǎn)品智能模塊化,接線形式較為簡易,大大提高了設計工作效率,且便于維護操作和溝通。

4)采用串聯(lián)電抗器與并聯(lián)電容器體化設備,無功補償裝置減少了80%的連接線、60%的節(jié)點,降低了故障概率,減少了運行維護量,延長了使用壽命。集成式無功補償裝置次和二次布線均在廠內(nèi)完成。在使用現(xiàn)場快速組裝,維護簡單。設備全絕緣直接落地安裝,抗震性能好?,F(xiàn)場定位后,接入電網(wǎng)即可運行。常規(guī)電容器裝置與集成式電容器裝置的主要性能比較見表1。

表1 常規(guī)補償裝置與集成式補償裝置的比較

 

從表1中可以看出:集成式補償裝置安裝簡易,故障概率低,運行維護量少,維護簡單,使用壽命長;而且成套裝置重量輕,本體帶儲油裝置,無需設置儲油坑,能有效節(jié)約土建投資成本。

4 集成式無功補償裝置的分類

集成式無功補償裝置的分類目前還沒統(tǒng)標準規(guī)定,根據(jù)結(jié)構(gòu)上的不同,目前生產(chǎn)的集成式電容器主要有兩種類型:I型集成電容器和Ⅱ型集成電容器。

I型集成電容器裝置采用半封閉式結(jié)構(gòu):采用模塊化設計,整套裝置分為兩個模塊,隔離開關、干式鐵心串聯(lián)電抗器、放置于箱變內(nèi)為1個模塊。集合式電容器、避雷器、放電線圈、電流互感器、圍欄放于箱變外為第2模塊。裝置結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。I型集成電容的斷面示意如圖3所示。

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圖3  I型集成電容器的斷面示例圖

Ⅱ型集成電容的斷面示意如圖4所示.裝置采用全密封緊湊型結(jié)構(gòu),絕緣油與空氣*隔離.不需要內(nèi)部維修及更換絕緣油。更不需進行定期油試驗,整體體化結(jié)構(gòu),無外露走線,大大降低故障幾率。占地僅為常規(guī)裝置的1/3左右,節(jié)約了土地資源。Ⅱ型集成式無功補償裝置的占地面積比I型占地面積更小。所述的I型與Ⅱ型集成式電容器裝置尺寸對比見表2。

 

圖4  II型集成電容器的斷面示例圖

 

表2  I型和II型集成電容器成套裝置對比表

 

從表2中可以看出:3 Mvar的Ⅱ型集成式電容器成套裝置占地面積為I型集成式電容器成套裝置的34%,5 Mvar的Ⅱ型集成式電容器成套裝置占地面積為I型集成式電容器成套裝置的35.9%。且Ⅱ型集成式電容器成套裝置不需要裝設圍欄。如果新代智能變電站設計中采用Ⅱ型集成式電容器成套裝置,能更有效地節(jié)省占地面積,為變電站的化設計提供必要的技shu支持。將成為集成式無功補償裝置發(fā)展的個趨勢。

5 安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

5.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新代無功補償設備。它由智能測控單元,晶閘管復合開關電路,線路保護單元,兩臺共補或臺分補低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小,功耗更低,維護方便,使用壽命長,可靠性高的特點,適應現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/span>

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器,可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復合開關電路,自動尋找投入(切除)點,實現(xiàn)過投切,具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

5.2產(chǎn)品選型

 

5.3產(chǎn)品實物展示

AZC系列智能電容模AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無功補償裝置智能電容方案

 

6 結(jié)束語

集成式電力電容器成套裝置選用串聯(lián)電抗器與并聯(lián)電容器體化的集成式電容器,可實現(xiàn)緊湊型布置,節(jié)約土地資源,縮短建設周期,減少運行維護量,降低故障概率,延長使用壽命,適應新代智能變電站的發(fā)展趨勢,符合現(xiàn)代智能電網(wǎng)建設要求。

參考文獻

[1] 房金蘭.我電力電容器技術的發(fā)展[J].電力電容器與無功補償,2010,31(1):l-4.

[2]瞿緒龍,王恒,陳穎.簡析集成式無功補償裝置的技術特點

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版

作者簡介:

劉細鳳,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。主要從事智能電力電容器產(chǎn)品的研發(fā)與應用

聯(lián)


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