（中车集团哈尔滨车辆有限公司）
摘要：本文提出了通过对某企业中心变电所10KV系统无功补偿装置改造提升，解决Ⅰ段补偿装置无法投入问题；解决Ⅱ段由于补偿极差过大、精度过低而在部分时间段不补偿问题，进而提高公司整体功率因数、降低无功损耗，提高变电所母线电压，释放输电线路及设备容量，并且直接达到降低电费单价及减少计费电量的目的。
关键词：10KV；无功补偿；改造提升；经济效益
第一部分：现状
某企业中心变电所现有两台6300KVA的变压器向系统配电，由两段10KV母线进行供电，由于系统中存在大量的感性负荷，不仅引起电网电压波动，严重时影响带载设备的安全运行，给企业带来不必要的经济损失，而且会造成系统功率因数过低，无功损耗较大。
变电所现有1套I 段300、900kvar，II段600、900kvar的高压HVC自动无功功率补偿装置，由于无法实现两段同时统一控制投切，I段功率因数在0.86左右，功率因数表现为：在生产相对繁忙、负荷较大时段功率因数低，夜间功率因数相对较高；而II段虽然无功补偿装置投入运行，但是由于极差为600kvar，精度太低，造成在夜间或生产单位较少、负荷较低时段补偿装置不投入运行，平均功率因数为0.87左右，II段功率因数表现为：在生产繁忙、负荷较大时段功率因数高，夜间或生产单位较少时功率因数很低。根据现场情况，在II段在满负荷时，1500kvar补偿装置已全部投入，而II段所带负荷要远小于I 段，总电流相差2倍以上，可见当I 段无功补偿投入时，1200kvar是一定不够的。
第二部分：改造方案
2.1方案概述。变电所现场后台机显示10KV I段母线功率因数平均为0.86左右，II段母线的功率因数平均为0.87左右，使得公司整体功率因数在0.86左右，低于国家0.90以上的相关标准，无功损耗较大，增加了公司电能费用支出。根据需要，设计将10KV两段母线分别补偿到1800kvar，共计3600kvar。其中10KV I段母线在原有的1200kvar（分成两组300、900kvar）高压HVC补偿基础上再增加600kvar，以解决补偿不足的问题；另外在10KV II段母线在原有的1500kvar（分成两组600、900kvar）高压HVC补偿基础上再增加300kvar，即每段母线整套补偿装置1800kvar，分成3组300、600、900kvar，实现可实现6级投切：300、600、900、1200、1500、1800kvar。补偿实现细调，实现极差为300kvar高精度补偿，以解决II段因极差值过大、补偿精度过低而在负荷小时不补偿的问题；并对原有的控制柜进行技术升级改造，实现对原有和增容部分的HVC进行统一控制投切，以解决无功补偿控制器只能单独控制一段投切的问题。满足系统负荷无功补偿需要，达到良好的补偿效果。
根据企业用电负荷的特点及现场供电方式需求，以及控制改造费用考虑，设计保留原无功功率补偿装置，对系统增容部分的无功补偿仍采用高压HVC自动无功功率补偿装置，其中I段母线所增加的600kvar装置利用中心变电所现有的电容及电抗器。另外，需对原控制部分及信号采集部分进行改造升级，或直接更换控制器，实现对原有和增容部分的HVC进行统一控制投切的方案，可以很好的满足系统需求，达到良好的补偿效果。
2.2、10KV I、II段母线加装设备的型号及其使用条件
1、设备名称：高压HVC自动无功功率补偿装置
增加后设备型号及容量：HVC-10/1800kvar（300+600+900），数量：2套。HVC-10/600（W）增加在10KVI段母线，HVC -10/300（W）增加在10KVII段母线。
2、使用条件
环境温度范围为-40℃～+45℃，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过2000米，最高运行电压不超过额定电压的1.1倍，最大负载电流不超过额定电流的1.3倍，周围介质无爆炸及易燃危险，无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体，无导电尘埃。安装地点无剧烈振动及颠簸，安装倾斜度不大于5°，供电电源符合国家标准规定，没有较强的谐波分量。
2.3、HVC设备功能与控制原理
高压自动无功补偿装置（HVC）适合于10KV电力系统的无功补偿，由高压真空接触器、高压电容器组、电抗器、测量系统、控制模块等单元组成，电容器组由高压真空接触器来投切。当控制器检测到的无功电流值超过整定值时，控制器根据需投电容器组的级数，给出控制信号，自动投入高压真空接触器，将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号将高压真空接触器断开，电容器组退出工作。实现自动综合补偿与调节，避免老式电容柜死投造成的过补和无功倒送现象。
2.4、预期效果
一是通过升级改造，利用原有控制器实现对原有和增容部分的HVC进行统一控制投切，使两段同时得以补偿，并提高补偿精度，在补偿容量足够的情况下，提高整体功率因数至0.90以上，有效提高电效率，优惠电价。
二是增加变压器带载容量，释放输电线路及设备容量，增加变压器使用裕度。
三是动态补偿系统无功功率，响应时间小于20ms。
四是采用无触点开关，可以频繁投切，适合动态负荷多的现场。
五是降低网损，高效节能，减少无功功率在网络中输送所造成的功率损耗。
六是抑制系统谐波，稳定系统电压，提高设备使用寿命，降低现有设备的维护成本。
效益简要概算：
通过以上估算，该企业加装高压无功补偿装置后，系统功率因数达到0.90以上，每年可以少交的电费约为22.68万元。
参考文献：
[1]GB/T 12326-2000 《电能质量 电压波动和闪变》
[2]GB 12747-1991 《自愈式低电压并联电容器》
[3]GB/T 14549-1993 《电能质量 公用电网谐波》
[4]GB/T 15576-1995 《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》
[5]GB 50227-1995 《并联电容器装置设计规范》
[6]JB/T 9663-1999 《低压无功功率自动补偿控制器》
论文作者:赵如
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/21
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