淺談集成式電力電容器無(wú)功補償裝置的技術(shù)特點(diǎn)及應用狀況

更新時(shí)間：2020-10-18 　點(diǎn)擊次數： 697次

摘要：闡述了集成式電力電容器無(wú)功補償裝置的組成與應用狀況．在與常規電力電容器對比的基礎上，分析了集成式電力電容器無(wú)功補償裝置的技術(shù)特點(diǎn)。通過(guò)對集成式無(wú)功補償裝置原理結構的分析，探討了對集成式無(wú)功補償裝置的分類(lèi)，并提出了一些看法。

關(guān)鍵詞：集成式電力電容器；新一代智能變電站；無(wú)功補償

引言

電力電容器是電力系統并聯(lián)無(wú)功補償、諧波濾波的核心器件，是組成變電站的重要設備。目應用于變電站的常規電容器裝置是和配套設備用導線(xiàn)連接組成。因其占地面積大、維護頻繁、使用壽命短等原因．無(wú)法滿(mǎn)足新一代智能變電站的建設要求，新一代智能變電站建設過(guò)程中普遍采用集成式無(wú)功補償裝置替代常規電容器裝置㈣]。集成式無(wú)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(kāi)發(fā)．90年代逐步在電力系統中推廣應用．目應用已非常廣泛，運行靠，約占全部高壓并聯(lián)電容器的30％。集成式無(wú)功補償裝置是集合式電容器與串聯(lián)電抗器一體化的設備，具有補償效果好、功耗低、體積小、節約成本、使用靈活、維護方便、使用壽命長(cháng)、可靠性高的特點(diǎn)，適應了新一代智能變電站對無(wú)功補償的高要求。

1 集成式無(wú)功補償裝置的構成

集成式無(wú)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(kāi)關(guān)、放電線(xiàn)圈、氧化鋅避雷器、成套柜體(含不銹鋼端子箱)、保護器件、溫控裝置及一、二次部分接線(xiàn)等設備組合而成的裝置。

集成式無(wú)功補償裝置的并聯(lián)電容器通過(guò)容性無(wú)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(lái)限制電容器投切開(kāi)關(guān)的過(guò)電壓。隔離接地開(kāi)關(guān)主要作用是將電容器裝置與斷路器斷開(kāi)。使其間有一明顯可看見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)，同時(shí)在停電檢修時(shí)將電容器裝置接地。

2 集成式無(wú)功補償裝置的應用

新一代智能變電站示范工程一武漢未來(lái)城110 kV變電站位于武漢市東湖高新開(kāi)發(fā)區，變電站主變壓器容量為2x50 MVA．無(wú)功補償采用集成式無(wú)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(wú)功補償裝置的平面布置如圖1所示。未來(lái)城110 kV變電站以110 kV典型設計1 10—C一5模塊方案為模板對無(wú)功補償裝置的布置進(jìn)行化設計[9]．原設計采用常規無(wú)功補償裝置的平面布置圖如圖2所示。

圖1 集成式無(wú)功補償裝置平面布置圖

圖2 常規無(wú)功補償成套裝置平面布置圖

從圖2可以看出，常規無(wú)功補償裝置的占地面積為49．6 m2，而選用的集成式無(wú)功補償裝置占地面積僅為25．324 m2，占地面積減少了近1／2，符合新一代智能變電站小型化、集成化的要求。

3集成式無(wú)功補償裝置的勢

根據新一代智能變電站建設與運行情況．與常規無(wú)功補償裝置相比．集成式無(wú)功補償裝置主要有以下點(diǎn)：

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

2)成套裝置安裝簡(jiǎn)易、擴容方便、維護簡(jiǎn)單、結構緊湊、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范標準化、產(chǎn)品智能模塊化，接線(xiàn)形式較為簡(jiǎn)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)電容器一體化設備，無(wú)功補償裝置減少了80％的連接線(xiàn)、60％的節點(diǎn)，降低了故障概率，減少了運行維護量，延長(cháng)了使用壽命。集成式無(wú)功補償裝置一次和二次布線(xiàn)均在廠(chǎng)內完成。在使用現場(chǎng)快速組裝，維護簡(jiǎn)單。設備全絕緣直接落地安裝，抗震性能好?，F場(chǎng)定位后，接入電網(wǎng)即可運行。常規電容器裝置與集成式電容器裝置的主要性能比較見(jiàn)表1。

表1 常規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(jiǎn)易，故障概率低，運行維護量少，維護簡(jiǎn)單，使用壽命長(cháng)；而且成套裝置重量輕，本體帶儲油裝置，無(wú)需設置儲油坑，能有效節約土建投資成本。

4 集成式無(wú)功補償裝置的分類(lèi)

集成式無(wú)功補償裝置的分類(lèi)目還沒(méi)統一標準規定，根據結構上的不同，目生產(chǎn)的集成式電容器主要有兩種類(lèi)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構：采用模塊化設計，整套裝置分為兩個(gè)模塊，隔離開(kāi)關(guān)、干式鐵心串聯(lián)電抗器、放置于箱變內為1個(gè)模塊。集合式電容器、避雷器、放電線(xiàn)圈、電流互感器、圍欄放于箱變外為第2模塊。裝置結構緊湊，占地面積小。I型集成電容的斷面示意如圖3所示。

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構，絕緣油與空氣*隔離．不需要內部維修及換絕緣油。不需進(jìn)行定期油試驗，整體一體化結構，無(wú)外露走線(xiàn)，大大降低故障幾率。占地僅為常規裝置的1/3左右，節約了土地資源。Ⅱ型集成式無(wú)功補償裝置的占地面積比I型占地面積小。所述的I型與Ⅱ型集成式電容器裝置尺寸對比見(jiàn)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。如果新一代智能變電站設計中采用Ⅱ型集成式電容器成套裝置，能有效地節省占地面積，為變電站的化設計提供必要的技術(shù)支持。將成為集成式無(wú)功補償裝置發(fā)展的一個(gè)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低壓配電中用于節省能源、降低線(xiàn)損、提高功率因數和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，線(xiàn)路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成?？商娲Ｒ幱扇劢z、復合開(kāi)關(guān)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和柜面由導線(xiàn)連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補償裝置。具有體積小，功耗低，維護方便，使用壽命長(cháng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應現代電網(wǎng)對無(wú)功補償的高要求。

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(xiàn)電壓、三相母線(xiàn)電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內部晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護、缺相保護、過(guò)諧保護、過(guò)溫保護等保護功能。

5.2產(chǎn)品選型