东滩煤矿35KV变电所SVG改造

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兖矿集团东滩煤矿35kv变电所6KV侧4Ⅰ、4Ⅱ两段母线分别装有电容补偿装置，每段安装容量为2100kVar。随着生产规模的不断扩大，原有电容补偿装置已无法满足生产要求；同时，原有电容补偿装置为固定投切，无法随着负荷的变化而自动调节。因而经常出现轻负荷时过补偿引起系统电压异常升高，这就需要频繁调节变压器的分节开关，给运行人员带来极大不方便；而负荷高峰时刻电容补偿容量又不够，功率因数较低，而低功率因数将导致如下不良影响：根据《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定，高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数应大于0.9，否则，用户将遭受低功率因数罚款，直接影响企业的经济效益。低功率因数负载从系统吸收大量无功功率，增加了线损和变压器的损耗。由于供电变压器同时通过有功功率和大量的无功功率，降低了变压器的供电能力。鉴于上述原因，东滩煤矿决定对原有电容补偿装置进行改造，以适应生产与运行安全的需要。

根据电能质量国家标准的要求，电压偏差、电压波动和功率因数应达到如下技术指标：供电电压允许偏差：根据中华人民共和国《电能质量-供电电压允许偏差》（GB12325-90）的规定，供电电压允许偏差如下：35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。10 kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。电压波动的要求：对于35kV终端变电站，设置的高压并联电容器装置主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗，因此投切任何一组电容器时引起的电压波动不应超过3%。功率因数的要求：根据《全国供用电规则》第4.3条的规定：“高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上。”同时还提出了“防止无功电力倒送”的要求。因此，根据供用电规则和用户需要，东滩煤矿6kV母线经补偿后其功率因数在正常运行方式下应限制在下面的范围内：90 cosφ≤1.0

东滩煤矿电压无功综合调节方案

根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》（生产输电[2004]95文件），无功补偿装置的基本原则如下：无功补偿装置应能保护电网在负荷高峰和低谷运行方式下，分层和分区无功平衡。受电端应有足够的动态无功备用容量，并联电容器组和并联电抗器组宜采用自动投切方式。35kV变电站的无功补偿装置的容量配置应满足如下要求：负荷最大时高压侧利率应达到0.95以上，负荷较小时不高于0.95；分组容量大小的配置应考虑负荷较小时无功补偿的需求。

根据东滩煤矿35kV变电所典型工作日6kV侧有功功率、无功功率变化曲线，综合考虑经济、技术两方面要求，决定在东滩煤矿35kV变电所4Ⅰ、4Ⅱ两段6kV母线上分别加装一套电压无功综合调节装置，取代原有电容器补偿装置。每套装置安装容量4500kVar，分三级，其中固定一级，安装容量为2700kVar，自动投切两级，容量分别为900 kVar、900 kVar。

因电网中背景谐波为5次及以上，为了抑制5次及以上谐波同时兼顾减小对3次谐波的放大，对每组电容器均串联4.5%的电抗器。

电压无功综合调节装置特点

电压无功综合控制装置适用于110kV及以下供电网中各类变电站，根据电网的参数控制有载调压变压器自动调压和无功补偿电容器组的自动投切，使变压器和电容器工作在最佳状况，确保电压合格率达到规定的要求，有效减少无功损耗并保持系统功率因数在较高范围内，是实现变电站无人值守或老站改造的实用装置。该装置具有可靠性强、自动化程度高、使用简单的特点。具体表述如下：

1、实现电压与无功综合控制

低损耗、高精度高压电压无功综合控制系统，同时控制变压器有载分接开关和高压电容器组投切真空开关，把对电压控制和无功控制综合为一体。在补偿无功功率的同时，兼顾电网电压的稳定，保证了电能质量。

2、无功补偿精度高

电压无功综合控制装置为变电站提供了一个有效的自动化控制手段，用来进行无功功率的补偿和电压的调整，采用多级循环投切方式利用真空开关控制多组电容器组进行集中分组精细补偿。将整组电容器细分，使得一次投切的容量减少，补偿精度大大提高。

3、自动控制电压和无功功率

控制装置以一体化工业控制计算机为核心，实时跟踪自动控制变压器有载分接开关和高压电容器组投切开关，免去人工操作，减小劳动强度，提高工作安全性。采用新型电子盘代替机械硬盘，实现控制系统软件"全固化运行"的理想方式，具有功耗低、可靠性高、寿命长的特点。功能扩展灵活，产品升级、维护简单方便。显示界面采用大屏幕液晶显示器，全部信息同时显示在屏幕上，用户可方便地了解到整个供电系统的运行状态。装置具有操作简单，多种参数实时在线修改的特点。用户可根据实际要求调整参数，使系统达到最佳的运行效果。

装置的控制策略采用了将传统九域图模式与实践经验有机结合的模糊控制方式。有效克服了以往VQC装置造成主变有载调压开关动作频繁以及边界调整振荡等问题。

4、实现电容器组循环投切方式

控制高压电容器组的多组循环投切方式控制真空开关，完全实现电容器组"先投先切"、"后投后切"的工作方式。循环投切方式使各组电容器组及投切开关使用机率均等，降低电容器组的平均运行温度，均衡了投切开关的动作次数，延长整体装置的使用寿命。

5、自动控制与手动控制分体布置

装置的自动控制与手动控制设计成分体布置形式，当自动控制部分需要检修时可转换为手动控制方式继续工作，实现对自动控制部分在线检修，保证设备运行的连续性。

6、使用寿命长

采用专为开合高压电容器而设计研制的真空管，电气性能可靠，机械寿命长。多组投切真空开关实现循环投切方式其机械寿命可达50万次以上，而同功能断路器的机械寿命只有5000～10000次，大大提高了使用寿命。

7、完善的保护功能

本装置具有电容器单台熔丝保护以及完善的过流保护、过电压保护、低电压保护、接地保护、不平衡电压保护等。■