安科瑞 鮑靜君

　　摘要：箱式變中常規(guī)電容器構(gòu)成的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)存在缺點(diǎn),，采用智能電容器可優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)。智能 電容器在箱式變中存在優(yōu)勢(shì),，其優(yōu)勢(shì)在于過(guò)零投切與低能耗,，解決了投切涌流問(wèn)題，接線簡(jiǎn)單,，擴(kuò)容方便,，解決了箱式變無(wú)功補(bǔ)償容量不足問(wèn)題，混合補(bǔ)償,，解決了三相不平衡狀態(tài)下的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題,，智能網(wǎng)絡(luò)通信，解決了常規(guī)功率因數(shù)控制器易損壞的問(wèn)題，溫度保護(hù),，解決了電容器"漲肚”問(wèn)題,，維護(hù)方便。

　　關(guān)鍵詞：智能電容器,，無(wú)功補(bǔ)償,，箱式變

　　無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)安全、合理運(yùn)行具有重要作用,，在低壓配網(wǎng)的箱式變低壓側(cè)安裝可靠的無(wú)功補(bǔ)償裝置,，能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低變壓器及輸送線路的損耗,，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量,。

　　1、箱式變

　　1.1箱式變概述

　　箱式變又稱箱式變電站,、戶外成套變電站,、組合式變電站，是一種把高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備,、配電變壓器,、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、電能計(jì)量設(shè)備和無(wú)功補(bǔ)償裝置等,，按一定的接線方案組合在一個(gè)箱體內(nèi)的配電裝置,。具有成套性強(qiáng)、體積小,、結(jié)構(gòu)緊湊,、安全可靠、維護(hù)方便,、可移動(dòng)等特點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)、城市公用變,、繁華鬧市,、施工場(chǎng)地等。

　　1.2箱式變常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償

　　電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償有以下幾種補(bǔ)償方式：變電所集中補(bǔ)償,，配電線路分散補(bǔ)償,，負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償，客戶負(fù)荷側(cè)的就地補(bǔ)償,。對(duì)低壓配網(wǎng)的箱式變,，通常要求采用負(fù)荷側(cè)集中補(bǔ)償方式，即在箱式變的變壓器低壓側(cè)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置,，隨著負(fù)荷的變化,，自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量,，來(lái)改善設(shè)備利用率，降低電網(wǎng)功率損耗和電能損失,，保證電網(wǎng)電壓,，提高供電質(zhì)量,。箱式變補(bǔ)償容 量可用QC=P（tg∮1- tg∮2）計(jì)算,，一般為變壓器額定容量的20%~30%。

　　早期箱式變通常采用由智能控制器,、低壓電力電容器,、熔絲、復(fù)合開(kāi)關(guān)或機(jī)械式接觸器,、指示燈,、熱繼電器等散件組成的傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置，該裝置存在以下缺點(diǎn)：

　　箱式變空間狹小,，并為封閉型,，每只交流接觸器觸點(diǎn)吸合時(shí)需耗電15W，發(fā)熱量大,，特別是夏天,，環(huán)境溫度加上接觸器耗電發(fā)熱引起溫度升高，補(bǔ)償室內(nèi)溫度經(jīng)常達(dá)到60℃以上,，會(huì)引起熱繼電器誤動(dòng)作,，接觸器失電，補(bǔ)償電容器退出運(yùn)轉(zhuǎn),，導(dǎo)致無(wú)功補(bǔ)償失效,。

　　采用交流接觸器投切，容易產(chǎn)生涌流,，對(duì)電容器,、對(duì)電網(wǎng)都有沖擊，投切電容器的時(shí)候,，交流接觸器斷弧,，導(dǎo)致電容器頻繁受到?jīng)_擊，容量衰減,，壽命降低,，熔斷器容易擊穿，交流接觸器容易損壞,。

　　交流接觸器運(yùn)行一段時(shí)間后,，電磁線圈吸力不足，主觸頭沾灰塵等原因,，以致主觸頭接觸不良,，容易發(fā)出噪音,，而小區(qū)內(nèi)的箱式變大多離住戶近，夜深人靜時(shí)容易干擾住戶休息,。

　　可靠性低,、接線復(fù)雜、占用空間大,、維護(hù)不方便等,。

　　2、智能電容器

　　2.1智能電容器的原理及特點(diǎn)

　　智能電容器也稱智能集成電力電容器,，是由智能集成模塊與電力電容器兩大部分組成,，包括智能測(cè)控系統(tǒng)。電力電容器系統(tǒng),、過(guò)零投切系統(tǒng),、多種保護(hù)系統(tǒng)、人機(jī)對(duì)話系統(tǒng),、通信系統(tǒng)等,，原理框圖如圖1所示。

　　智能電容器改變了傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置體積龐大,、結(jié)構(gòu)笨重,、投切技術(shù)及控制技術(shù)落后等缺點(diǎn)，具有體積小,、過(guò)零投切,、分相補(bǔ)償、溫度保護(hù),、智能網(wǎng)絡(luò),、高可靠性、節(jié) 降耗,、積木結(jié)構(gòu),、接線簡(jiǎn)單、擴(kuò)容方便,、人機(jī)接口方便等性能,。

　　2.2智能電容器在箱式變中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

　　2.2.1過(guò)零投切，低能耗,，解決了投切涌流問(wèn)題

　　智能電容器采用晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路,，投切時(shí)無(wú)涌流沖擊，無(wú)電弧重燃,，無(wú)操作過(guò)電壓,，功耗小，減少了常規(guī)電容器柜內(nèi)80%的能耗,，采用微電子技術(shù),，CPU對(duì)電壓,、電流的正弦波進(jìn)行交流采樣，根據(jù)功率因數(shù)的變化,，當(dāng)需 增加無(wú)功的時(shí)候,，在電壓過(guò)零點(diǎn)投入電容器，當(dāng)需要減少無(wú)功的時(shí)候,，在電流過(guò)零點(diǎn)切除電容器,，實(shí)現(xiàn)零電壓投入零電流切除的過(guò)零投切技術(shù)。因采用晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路,，能耗較低,，無(wú)功補(bǔ)償室不會(huì)因此而溫升過(guò)高，解決了箱式變內(nèi)原來(lái)電容器因溫度過(guò)高退出運(yùn)行,、影響電容壽命等問(wèn)題。過(guò)零投切技術(shù),，解決了原來(lái)接觸器投切涌流大的問(wèn)題,，減少了過(guò)電壓對(duì)電容器的沖擊，延長(zhǎng)了2~3倍的電容器使用壽命,。

　　2.2.2接線簡(jiǎn)單,，擴(kuò)容方便，解決了箱式變無(wú)功補(bǔ)償容量不足問(wèn)題

　　采用常規(guī)模式,，從控制器,、熔斷器、接觸器,、熱繼電器,、電容器，每路電容器需要約30根線,。采用智能電容器,，只需3根線，減少80%的連接線和80%接點(diǎn),，產(chǎn)品體積小,，占有空間不到常規(guī)的50%。這樣在箱式變中,，相同的空間內(nèi)就可以增加1倍以上無(wú)功補(bǔ)償容量,。而且隨著客戶負(fù)荷的增加，可以隨時(shí)增加箱式變無(wú)功補(bǔ)償容量,，改變了常規(guī)模式因接線復(fù)雜,、一成不變的局限性，適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要,，可以分期投資,。

　　2.2.3混合補(bǔ)償,，解決了三相不平衡狀態(tài)下的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題

　　采用混合補(bǔ)償方案，即三相補(bǔ)償+單相補(bǔ)償結(jié)合,，箱式變大多用在住宅小區(qū),，而居民用電往往三相不平衡，單相補(bǔ)償可對(duì)無(wú)功缺額較大的一相單獨(dú)補(bǔ)償,，使補(bǔ)償效果更優(yōu)化,。

　　2.2.4智能網(wǎng)絡(luò)通信，解決了常規(guī)功率因數(shù)控制器易損壞的問(wèn)題

　　智能電容器可取消功率因數(shù)控制器這個(gè)環(huán)節(jié),，采用智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，構(gòu)建485通信網(wǎng)絡(luò)，多臺(tái)電容器并聯(lián)使用,，自動(dòng)構(gòu)成一個(gè)低壓無(wú)功自動(dòng)控制系統(tǒng),，其中地址碼小的一個(gè)為主機(jī)，其余則為從機(jī),，從機(jī)故障自動(dòng)退出,，不影響剩余從機(jī)工作，主機(jī)故障也會(huì)自動(dòng)退出,，在其余從機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)新的主機(jī),，組成一個(gè)新的系統(tǒng)。解決了常規(guī)補(bǔ)償模式下,，箱式變因功率因數(shù)控制器損壞而導(dǎo)致整個(gè)補(bǔ)償系統(tǒng)退出運(yùn)行的問(wèn)題,。

　　2.2.5溫度保護(hù)，解決了電容器“漲肚”問(wèn)題

　　由于箱式變內(nèi)溫度過(guò)高,，電容器過(guò)電流,、過(guò)諧波、漏電流過(guò)大等因素,，以致電容器體內(nèi)溫度升高,，如果不采取措施，導(dǎo)致電容器“漲肚”,，甚至爆炸,。智能電容器配有溫度傳感器，利用CPU采集電容器體內(nèi)溫度,，在軟件中設(shè)定過(guò)溫保護(hù)定值,，超過(guò)設(shè)定值時(shí)自動(dòng)切除電容器，退出運(yùn)行,，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的,。

　　2.2.6維護(hù)方便

　　智能電容器CPU具備自診斷功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)元器件是否安全運(yùn)行,，如果異常,，在顯示屏上顯示故障類(lèi)型,，并且亮指示燈，便于現(xiàn)場(chǎng)故障處理,。而且產(chǎn)品體積小,，接線簡(jiǎn)單，在狹小的箱式變空間內(nèi),，安裝和檢修比常規(guī)補(bǔ)償裝置方便,，維護(hù)成本只有常規(guī)補(bǔ)償裝置的10%左右。

　　2.3智能電容器在箱式變中應(yīng)用設(shè)計(jì)

　　某福利區(qū)現(xiàn)有9000多戶的住戶和20多幢的辦公樓,、學(xué)校和醫(yī)院等,，電業(yè)局采用10kV高壓供電和高壓計(jì)量，表后10kV供電網(wǎng)絡(luò)和低壓部分由客戶自行負(fù)責(zé),。近幾年,，隨著客戶負(fù)荷的增加，對(duì)該福利區(qū)內(nèi)變電站進(jìn)行擴(kuò)容改造,，新增了14臺(tái)800KVA箱式變,，均采用智能電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。設(shè)計(jì)方案詳如圖2和表1所示,。在方案設(shè)計(jì)和設(shè)備采購(gòu)時(shí)，每臺(tái)800KVA箱式變,，按變壓器容量的25%即200Kvar進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,，采用混合補(bǔ)償方式，其中共補(bǔ)160Kvar分補(bǔ)40Kvar,。補(bǔ)償后性能穩(wěn)定,，運(yùn)行可靠。

　　3,、安科瑞AZC/AZCL智能電容器產(chǎn)品介紹

　　3.1 電容投切原理

　　用戶根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況,，設(shè)置目標(biāo)功率因數(shù)和允許的無(wú)功功率占有功功率的比例值。以功率因數(shù)為首要目標(biāo),，計(jì)算出要達(dá)到目標(biāo)功率因數(shù)所需投入或切除的無(wú)功容量并進(jìn)行電容器的投切,；當(dāng)功率因數(shù)滿足條件時(shí)，計(jì)算無(wú)功功率是否滿足條件,，如果不滿足條件,，根據(jù)所需投入或切除的無(wú)功容量繼續(xù)進(jìn)行電容器的投切，克服了滿足功率因數(shù)條件但無(wú)功功率仍很大的弊端,。由于兩者都是以無(wú)功功率為控制量,，因此避免了“投切震蕩”情況的發(fā)生。

　　3.2產(chǎn)品介紹

　　3.2.1 AZC系列智能電力電容補(bǔ)償裝置由智能測(cè)控單元,、投切開(kāi)關(guān),、線路保護(hù)單元,、低壓電力電容器等構(gòu)成，改變了傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式,，是用于節(jié)省能源,、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,。

訂貨范例：

　　具體型號(hào)：AZC-SP1/450-10+10

　　技術(shù)要求：共補(bǔ)

　　通訊協(xié)議：無(wú)

　　輔助電源：無(wú)

　　3.2.2 AZCL系列智能集成式諧波抵制電力電容補(bǔ)償裝置是應(yīng)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)量的新一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,。其中串接7%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為5次、7次及以上的電氣環(huán)境,，串接14%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為3次及以上的電氣環(huán)境,。

訂貨范例：

　　具體型號(hào)：AZCL-SP1/480-50-P7

　　技術(shù)要求：共補(bǔ)，7%電抗率,，銅芯

　　通訊協(xié)議：無(wú)

　　輔助電源：無(wú)

3.2.3 技術(shù)參數(shù)

　?、侪h(huán)境條件

　　海拔高度：≤2000米

　　環(huán)境溫度：-25～55℃

　　相對(duì)濕度：40℃，20～90%

　　大氣壓力：79.5～106.0Kpa

　　周?chē)鷫木碂o(wú)導(dǎo)電塵埃及腐蝕性氣體,，無(wú)易燃易爆的介質(zhì)

　?、陔娫礂l件

　　額定電壓：AC220V（AZC）或AC380V（AZC/AZCL）

　　允許偏差：±20%

　　電壓波形：正弦波，總畸變率不大于5%

　　工頻頻率：48.5～51.5Hz

　　功率消耗：<0.5W（切除電容器時(shí)）,，<1W（投入電容器時(shí)）

　?、郯踩?/p>

　　滿足《DL/T842-2003》低壓并聯(lián)電容器裝置使用技術(shù)條件中對(duì)應(yīng)條款要求。

　?、鼙Ｗo(hù)誤差

　　電壓：≤0.5%

　　電流：≤1.0%

　　溫度：±1℃

　　時(shí)間：±0.01s

　?、轃o(wú)功補(bǔ)償參數(shù)

　　無(wú)功補(bǔ)償誤差：≤電容器容量的75%

　　電容器投切時(shí)隔：>10s

　　無(wú)功容量：?jiǎn)闻_(tái)≤（20+20）kvar

　　⑥可靠性參數(shù)

　　控制準(zhǔn)確率：100%

　　電容器容量運(yùn)行時(shí)間衰減率：≤1%/年

　　電容器容量投切衰減率：≤0.1%/萬(wàn)次

　　年故障率：0.1%

　　4,、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上,，在箱式變中選用智能電容器作為無(wú)功補(bǔ)償，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行證明,，智能電容器工作性能穩(wěn)定,，運(yùn)行可靠，補(bǔ)償作用好,，維護(hù)方便,，是新一代節(jié)能高科技無(wú)功補(bǔ)償裝置，適合廣泛應(yīng)用,。