6kV高压配电室高压无功补偿改造运行措施

李锴

（瑞泰马钢新材料科技有限公司，安徽 马鞍山243000）

1 引言

马钢某公司6kV 高压配电室两路电源1170 线和1177 线均引自马钢11#变电所6kV 母线，线路长约3km，架空线导线截面分别为双并LGJ—120mm2。

这两条线路沿途T 接用户较多，用电负荷不稳定，6kV 供电系统的电压最低时仅5.1kV，功率因数Cosφ=0.75～0.80，不能满足电压幅值在额定值±7%以内的国标要求，导致电机发热严重，曾经出现过电机烧毁的故障，影响正常生产，同时电压过低也使生产效率低，用电成本增加。

基于上述原因，对6kV 高压配电线路进行改造，考虑到分段运行模式，在其两段母线上各安装1 套补偿装置，即2×2000kVar。进线柜2 台，电容器柜6 台，两排面对面布置，并由控制器采样两段进线柜的电压和电流信号，根据电压情况和功率因数值来自动组合投切，补偿线路无功功率，稳定电压，提高功率因素。

2 技术方案

主接线图如图1所示。

单套6kV 无功补偿容量装置由3 台无功补偿柜组成，第1台无功补偿柜为进线柜，进线柜上安装自动控制器。自动控制器采样两路进线的电压电流信号，集中控制两套稳压补偿装置的运行，并补偿安装容量400kVar，第2 台补偿柜安装容量600kVar，第3 台补偿柜安装容量1000kVar。2 台动态无功补偿装置共有14 种投切组合方案，分别为：400kVar，600kVar，1000kVar，1200kVar，1400kVar，1600kVar，2000kVar，2 400kVar，2600kVar，3000kVar，3200kVar，3400kVar，3600kVar，4000kVar。此次高压无功补偿成套设备由安徽一天电气技术有限公司提供。

3 主要元器件技术措施

电容器补偿柜中串联铁心电抗器，用于限制电容器投切时的冲击电流，也可以对5 次以上的谐波有吸收作用。电抗器选用了杭州精诚电力设备有限公司生产，型号为CKSC/6.6 系列的产品。串联电抗器采用三相铁心电抗器，有良好的线性度，采用取向硅晶片及合理的气隙，电抗器采用多层绕制而成，以保证每相电感量之间偏差不大于1%，工作时确保最高温升不超过60K[1]。其过载能力、电感量、噪音标准按国家有关标准执行。

图1

电容器采用全膜交流并联电容器，采用桂林电力电容器有限责任公司生产的产品，型号为BFM6.6 系列[2]。电容器也是决定成套装置非常主要的元器件。

其性能为：

①电容器在1.1 倍额定电压下能够长期运行；

②电容器在1.3 倍额定电流下能够长期运行；

③放电元件：电容器内部放电元件可以使电容器断开电源后，剩余电压在5～20s 内由1.414 倍额定电压降至0.1 倍或50V 以下。

控制器是实现自动补偿功能的主要计算和控制单元。自动投切控制器具有以下功能：在线测量I、U，并计算P、Q、cosφ。可根据滤波器运行操作的特点、系统设计的要求、实际运行经验设置投切条件。这里无功补偿控制器以电压设定为优先控制条件，电压和功率因数组合投切方式。异常报警闭锁出口：当继保动作、开关拒动或装置失电时，发出报警，显示故障部位并闭锁出口[3]。自动、手动切换。当手动操作时，控制器自动闭锁退出控制。自动发出控制指令前，首先探询动作后的预期参数，（可能会两组以上同时动作）以减少动作次数和动作延时。动作间隔时间可调。功率因数控制值可调。电压设定值可调。具有通讯功能，能与监控系统或调度通讯。

微机保护装置。除无功补偿馈线开关柜（19GG、20GG）为常规继电器保护外，其他6kV 开关柜均改造为数字式综合保护装置。

因此，本次将19GG、20GG 开关柜常规继电器保护改为数字式综合保护装置，并与后台计算机相联，进行监控。

4 改造与调试

本次6kV 高压配电室高压无功补偿改造通过“三电”经费立项，由马钢设备检修公司负责具体施工，经过15 天的精密安装，先后完成了自动无功补偿装置柜的吊装、管廊桥架安装及布线等工序任务；后续项目调试进展顺利，改造圆满竣工。

由于高压无功补偿设备投运按电压优先投运原则，经过多次的系统参数调整，最终将控制器设置电压投运设置范围设定为5.85～6.35kV，功率因素设置为过0.78～欠0.93，每天投运次数为50 次，每组投运间隔3min[4]。

5 运行效果

在满负荷生产的情况下，每天投运8～15 次，最高投运4000kVar，夜间生产，一般投运1600kVar，电压可控制在5.8～6.2kV；低压侧电压控制在365～410V，符合国标要求，满足了生产安全用电需求。

在有功负荷P 不变的前提下，通过无功补偿，将功率因数由0.80 提高到0.97 以上，供电设备的输出电流减少12%，随着总电流的下降，供电设备和输电线路的损耗同时下降。

在有功负荷P 不变的前提下，通过无功补偿，将功率因数由0.80 提高到0.97 以上，甚至将无功功率倒送到11#变电所，减少了11#变电所的无功负荷，提高了供电设备的带负荷能力。

在有功负荷P 不变的前提下，通过无功补偿，将功率因数由0.80 提高到0.97 以上，用电负荷占用电网的无功功率下降58%，即：用户无功电能表累计的无功电度数减少58%。