ANSVC無功補償裝置在河北某購物廣場中的應用

安科瑞 繆凱倫

摘要：隨著大型購物廣場的發展，良好的廣告展示、一站式的購物體驗以及高標準的硬件設施，成為大型購物廣場的標準配置，而構建這些光鮮亮麗的裝飾背后，是一個龐大而復雜的供電系統，此系統的電能質量是保障購物廣場穩定可靠運行的決定因數，安裝ANSVC無功補償裝置是提高電能質量快速合理的方法。

關鍵詞：電能質量，購物廣場，SVC，無功補償

1：概述

大型購物廣場配置的設備，如LED屏、變頻空調、熒光燈、UPS電源等負載，這些非線性負載在實際運行中都會產生無功消耗及諧波。LED屏功率因數為1，變頻空調功率因數0.8，客梯功率因數0.65。當功率因數小于0.9，電費增收；當功率因數大于0.9，電費減收。購物廣場功率因數普通較低，采用集中補償的方式在變壓器進線柜側安裝的ANSVC無功補償裝置可合理地補償無功，提高電能質量，降低用電成本。

2：項目概述：

      河北某購物廣場位于火車站、客運站附近，擁有強大的人流量、物流量、資金量等各種優勢，8萬平大型商業綜合體，填補區域市場空白，地理位置*，交通網絡發達。該購物廣場內需要對每層空調風機以及照明用電加配無功補償裝置，1號變壓器容量為1250KVA主要提供照明用電，功率因數在0.8左右，電流諧波畸變率達15%，導致電流波形畸變，嚴重偏離正弦波，主要以3次諧波為主；2號變壓器容量1600KVA主要提供空調冷凍水泵用電，功率因數在0.75左右，電流諧波畸變率達12%，導致電流波形畸變，嚴重偏離正弦波，主要以5、7次諧波為主。

 圖1  1#變壓器測量圖

圖2  2#變壓器測量圖

3：解決方案

根據現場情況，建議增加ANSVC無功補償裝置，功率因數補償至0.95，減少電費支出。根據變壓器的不同選擇不同的配置方案，1號變壓器3次諧波較大，選用容量為250kvar的14%電容電抗器；而2號變壓器由于5、7次諧波較大，選用容量為400kvar的7%電容電抗器。

1#變壓器：

圖3  1#變壓器接線圖

根據圖紙選擇合適的配置方案：250kvar=50kvar *4 +25kvar *2，電抗率14%。

圖4  1#變選型圖

2#變壓器：

圖5  2#變壓器圖紙

根據圖紙選擇合適的配置方案：200kvar=40kvar *4 + 20kvar *2，電抗率7%。

圖6  2#變選型圖

4：ANSVC無功補償裝置

4.1 概述

         ANSVC無功補償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4KV的系統中，ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯在整個供電系統中，能根據電網中負載功率因數的變化控制電力電容器投切進行補償。其原理為：ANSVC低壓無功功率補償裝置通過CT采集電流、電壓信號，由無功補償控制器計算，計算出投切電容器的方案，通過投切開關控制各組電力電容器投切。

圖7  ANSVC無功補償裝置

4.2 ANBSMJ自愈式并聯電容器

ANBSMJ系列自愈式低壓并聯電容器一般應用于低壓交流電力系統中，對工頻低壓電力系統設備的功率因數進行校正，就地或者集中補償無功，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8）和方形（圖9），功能上分為共補電容和分補電容（圖10）。

圖8  圓形電容

圖9  方形電容器

            圖10  共補分補電容器上圖示例

4.3 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，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，穩定網絡電壓波形，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），共補電抗器主要用于三相負載，分補電抗器主要用于單相負載，電抗率分為7%或14%。

圖11  共補電抗

圖12  分補電抗

4.4 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）。

             圖13  復合開關圖              

圖14  晶閘管開關

4.5 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，合理完善電網的功率因數，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（mm）：144*144

開孔尺寸（mm）：138*138

           圖15  控制器外形                

圖16 控制器尺寸

4.6 技術參數

4.7 接線方式

5 結語

ANSVC無功補償裝置可合理解決該購物廣場功率因數偏低的問題，提高電能質量，可以降低電網損耗和用電成本，能保障電力系統的安全用電、連續供電和經濟運行。ANSVC無功補償裝置在運行中安全可靠，保護功能齊全，與電能質量云平臺配合使用，能夠更加方便快捷地檢測電網系統，減少人力資源的投入。

6 參考文獻

[1]企業微電網設計與應用手冊.2020.6

[2]丁書文．現代電能質量問題及其檢測管理與治理[J]．華中電力，2004，3.

[3]李鶴，電氣系統中無功補償技術的合理應用[J].數字技術與應用，2018，36（6）；94-95.