安科瑞 師晴晴
摘要： 隨著人們對電能質量與治理日益增長的需求，人們對電網電能治理的要求越來越高。對于高等院校來說，想要安全穩定的電網，就需要解決電網的電能治理問題，對高校不同區域的實際情況進行評估，相應的問題提出相應解決措施。ANSVC無功補償裝置對電網的安全經濟運行、保障高校用電質量和科學實驗的正常運行起著至關重要的作用。
關鍵詞：電能質量，高等院校，SVC，無功補償
0：概述
高等院校中的電網功率因數普遍偏低，會導致損耗增加、輸送容量減少、電網電壓偏移，影響教學樓日常用電、實驗室設備壽命縮短。安裝ANSVC無功補償裝置進行無功補償，可將功率因數提高到0.95，改善電壓波動、閃變等狀況。普通電容器組經濟效益高、維護簡便、自身損耗小，可以快速地保障高校的電能質量。
高等院校中負載多為照明、空調、教學設備、宿舍樓用電、教師公寓用電等，由三相負載、單相負載組合而成，其主要產生3、5、7次諧波，電網中的變壓器既傳輸有功也傳輸無功，但無功在電網流入流出過程中會有損耗，因而功率因數下降，會引起負載工作異常、電費罰款較多。所以要選擇ANSVC無功補償裝置進行無功補償，節約成本。
1：項目概述：
南京某高等院校信息技術科研樓改造項目，該項目建筑樓層10層，高低壓配電室建設于2012年，低壓電力電容采用的是傳統電容，現使用年限已到，低壓電力電容老化嚴重，部分電容已經出現變形，電容老化易引起爆炸，造成安全事故，影響用電安全，也會造成功率因數偏低，電能質量差。
為了確保用電安全，排除安全隱患，保證配電室用電設備和配電設備正常運行，現將對配電室低壓電容器、電抗器、投切開關、功率因數控制器等電容設備進行改造。改造后要求每臺無功補償柜補償后的功率因數大于0.95要求的功率因數，系統內諧波小于5%。提高電能質量，可確保電容補償設備正常運行，低壓電力電容改造重在強調改造后補償的安全性，可靠性，低壓電容配比補償量占變壓器總容量（20%-30%）的比例，同時改造后電容補償要求實用性與智能性，改造后的功率因數控制器具有RS485標準接口，支持Modbus標準通訊規約，可方便接入電力監控管理系統平臺，可進行遠程實時監控，在線巡檢及數據管理，也可對設備運行狀態實時監測與預警。
圖1 改造前配電室現場圖片
2：解決方案
高校中的既有三相負載又有單相負載，選擇共補電容器和分補電容器進行混合補償，而系統中的3、5、7次諧波會引起電容器壽命縮短或直接鼓包損壞，所以選擇14%電抗率的電抗器來保護電容器，安裝ANSVC無功補償裝置進行無功補償，可以提高電能質量，保護設備，節省開支。
圖2 二次接線圖紙
根據二次接線圖紙提供的信息：單柜裝機容量為200kvar，分補占總容量的40%，電抗率14%，選擇適當的配置方案： 200kvar=共補（40kvar*3）+分補（30kvar*2+20kvar）
3：ANSVC無功補償裝置
3.1 概述
ANSVC無功補償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4KV的系統中，集無功補償、電網監測于一體，不但可以通過投切電容器來補償電網中的無功損耗，提高功率因數，降低損耗，從而提高電網的負載能力和供電質量，同時還能夠實時監測電網的三相電壓、電流、功率因數等電量參數。ANSVC無功補償裝置由電容器、電抗器、投切開關、控制器等散件組成。
3.2 ANBSMJ自愈式并聯電容器
電容器采用自愈式并聯電容器，自愈式在擊穿后可以進行自我恢復，工作狀態下損耗小，并聯式電容器即使損壞也不會影響電網的正常使用。電容器從外形上分為圓形（圖1）和方形（圖2），功能上分為共補電容和分補電容（圖3）
圖3 圓形電容 圖4方形電容器
圖5共補分補電容器上圖示例
3.3 ANCK串聯電抗器
ANCK系列串聯電抗器與ANBSMJ系列自愈式低壓并聯電容器配套使用，主要用于提高0.4KV電力系統的功率因數，抑制電網的高次諧波，減輕電容器由諧波引起的過載，防止諧波過大，對電容器的安全運行，改善網絡電壓波形，提高供電質量和電網安全經濟運行起良好作用，適用于3、5、7、9次諧波負載的無功補償。ANCK采用銅或鋁繞組，電抗分為共補電抗（圖4）和分補電抗（圖5），電抗率分為7%或14%
圖6 共補電抗 圖7 分補電抗
3.4 AFK投切開關
AFK系列投切開關是低壓無功補償裝置中，用于投切電容器的產品。其基本工作原理是在控制器發出投入或切除指令后，投切開關閉合或斷開，將無功補償支路與系統連接或中斷，實現過零投切，投切過程無過壓、電弧等現象，響應時間快，可頻繁投切。投切開關分為復合開關（圖6）和晶閘管開關（圖7）。
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| 圖8 復合開關圖  
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3.5 ARC控制器
ARC功率因數補償控制器采用高性能MCU為核心，配以高精度的電量專用芯片，是以功率因數為取樣物理量的補償器，改控制器能可靠地運行在大諧波、非正弦電流、強干擾等任何惡劣電網環境下。自適應功能保證了電力電容的使用安全，實現了電容補償柜的自動穩定投切，改善電網的功率因數，是低壓配電系統補償無功功率的理想控制器。
產品的主要特點：缺相保護、過溫保護、過壓欠壓保護、電壓電流諧波保護、多種編碼投切、補償方式多樣化。
ARC控制器外形尺寸：144*144
開孔尺寸：138*138
圖10 控制器外形 圖11 控制器尺寸
3.6 技術參數
參數類型 | 指標 |
海拔高度 | ≤2000米 |
環境溫度 | -25～55℃ |
相對濕度 | 40℃，20～90% |
額定電壓 | AC220V或AC380V |
電容容量偏差 | 不超過額定值的-5～+10% |
過壓能力 | 允許在1.1Un下長期運行 |
過流能力 | 允許在1.3In下長期運行 |
電容內置放電電阻 | 在斷電后3分鐘內可將端子上的電壓降低至75V以下 |
涌流 | 100In |
電抗率 | 7%、14% |
電抗器溫升 | ≤95K（工頻額定電流下） |
電抗器絕緣耐熱等級 | H級（180℃） |
線性度 | 1.8In下，電感值不低于0.95倍的額定電感值 |
投切開關控制電壓 | 可接受控制輸出的直流5V-12V/10mA控制信號 |
電流規格 | 45A、55A、70A、80A、110A（B型尺寸額定電流不超過70A） |
3.7 接線方式
4 結語
ANSVC無功補償裝置在該項目中長期投入運行，安全可靠，取得國家*檢驗機構頒發的帶有CMA、CAL、ilac-MRA、CNAS等認證資質的型式試驗報告，售后服務有保障。既能補償系統中的無功需量，也能實時監測系統中的各項參數，方便快捷地將數據傳輸到后臺進行統一管理，使整個配電工程實現了綜合自動化。
5 參考文獻
[1] 企業微電網設計與應用手冊.2020.6
[2] 戴曉亮．無功補償技術在配電網中的應用[J]．電網技術,1999,23(6).
[3] 王長征．配電網無功補償技術在油田電網中的應用[J]．電世界,2018,23(3)：11-13.
