泸州永丰纸业10kV SVG应用案例

        1.1项目情况
        泸州永丰浆纸有限公司变电所内安装1#、2#共2台35/10kV、容量分别为6300kVA和4000KVA的主变，变压器短路阻抗7%。10KV系统为单母线分段运行，两段母线之间有母联开关。变电所中心负荷主要是由电动机和变压器构成，在10kV侧有一个25000kW的自备电厂，现有10kV无功补偿装置每段母线安装容量为1.5M、分两组，自动投切。高压一次系统图如图1所示。
        主要问题现象如下：

        35kV母线功率因数跟随系统有功的变化出现较大范围的变化，测试阶段出现过补偿和欠补偿现象。大容量发电站的接入，使得某些时段从系统吸取有功电量非常小，功率因数就会降低；发电无功调节、电缆充电无功功率、电容无功补偿等不是平滑和快速控制，配合上可能出现输出容性无功情况，产生更多的力调电费。供电局计费的方式是下网有功记为有功，下网无功和上网无功的绝对值和记为无功，所以在下网有功很小时，力调电费系数很大。部分月份力调电费情况如下表所示。

        1.2.1方案概述
        根据系统的实际情况，装置应具备以下主要功能：装置具备感性和容性双向补偿能力，在35kV进线出现容性无功的情况时，装置补偿感性无功功率；在35kV进线出现感性无功的情况时，装置补偿容性无功功率。装置补偿精度高，不分组可以实现平滑调节、线性补偿。装置补偿响应速度非常快，响应时间≤5ms，补偿感性或容性无功。补偿速度快，才能使实时的无功功率降到最低，使实时的功率因数提高，这样才能使月度累计的平均功率因数达到0.90以上，甚至更高，彻底解决力调电费的罚款问题。
        高压同步无功补偿装置接入10kV母线系统。1#SVG接入1#变压器下10kV母线，2#SVG接入2#变压器下10kV母线。由于原来的10kV开关柜并不多，原来的电容补偿不用、也不拆（用户提出），此2套10kV高压SVG可分别接入原来的电容补偿开关柜AH01-P07、AH02-P02，改动量最小。一次接入如下图2所示。柜内采取强制风冷散热，室内加装2台工业空调完成变电所内外热交换。
        根据客户的实际系统情况和工作状态，以无功功率和功率因数为目标进行工作，实现全自动化线性平滑补偿。控制系统采样如下图2所示。1#SVG装置电流信号同时采样1#变压器10kV侧CT和35kV总进线的CT。2#SVG电流信号同时采样2#变压器10kV侧CT和35kV总进线的CT。两台设备可独立运行；35kV进线CT的引入可兼顾电流小的时候和接近考核点真实功率因数，也可两台设备联网并机运行。装置软件补偿考虑3.7km的容性充电功率补偿问题。
        装置预留标准的485通讯接口和标准规约，供紫光后台监控系统用，用光纤接入中控室。
        考虑35kV进线电流非常小的时候，增加高压CT柜，装入一组定制高压CT，一次绕组按200A设计，二次绕组有2个抽头，分别是200/5和50/5。变比大小不同对应的二次绕组实现切换：在大负荷时（例如发电机脱网时），使用200/5的二次绕组，50/5的二次绕组短路；在负荷比较小的时候，使用50/5的二次绕组，200/5二次绕组短路。定制CT二次转换原理如下图3简要所示。大小电流的转换若不快，可考虑手动，若比较频繁考虑自动（需要增设一台定制型高压自动控制切换装置）。
        1.2.2容量计算
        根据电能质量测试仪器测试的数据：
        无功最大最小值在±1110kvar左右，按1.3裕量系数计算，约1500kvar；若按2套变压器的总容量30%计算，约2*1500kvar左右。结合以上用户提供数据及分析，考虑10kV母线加装2套1500kvar的高压直挂链式SVG装置。
        1.2.3装置选型
        根据现场运行情况，建议选用我司2套OSAQ型高压静止同步无功补偿装置，额定容量为±1500kvar，型号为OSAQ 1500/3L-10。
        装置由功率柜、控制柜（含控制系统、隔离开关、真空接触器、充电电阻等）及电抗器柜组成。功率柜需充分考虑散热，户内装置由柜顶离心风机通过风道往室外强制排风，但需保证进风量5000m3/h，进风面积不小于1.0m2。目前，变电所室内为密闭空间且墙壁不便加装风道出风，建议室内加装空调，需保证15kW的制冷量，即应由用户自备加装2台10P工业空调（当地购买）以保证2套SVG正常运行工作散热。
        SVG装置尺寸为宽4500mm*深1400mm*高2600mm(不含功率柜的柜顶风机高度500mm，进户安装时风机可拆卸)。

        12.4装置一次系统图

        2套高压SVG安装在原来临时施工变压器室内，把室内原有的分隔墙及低压柜体全部拆除，在室内地面挖电缆沟连接到电容器开关柜上。
        1.2.6通讯设计
装置预留标准的485通讯接口和标准规约，通过通讯转换机，经过光纤上传到中控室的紫光监控系统中，紫光须进行软件的组态。
        1.2.7装置供货期
此套装置正常供货周期为35天，特殊设计的元件除外，例如CT自动转换的控制系统，现场安装周期根据现场计算。
        1.3装置现场运行效果