关于北营公司五号变电所功率因数控制浅析
一、北营公司五号变电所运行方式
北营公司五号变电所由电业局变电所供电，六十六千伏北钢五号线、六十六千伏北钢六号线带北营公司五号变电所六十六千伏II段运行；六十六千伏北钢七号线、六十六千伏北钢八号线带北营公司五号变电所六十六千伏I段运行。北营公司五号变电所六十六千伏I段带一号变压器运行，带二号变压器运行；北营五号变电所六十六千伏II段带三号变压器运行，带四号变压器运行。北营公司五号变电所一号变压器、二号变压器、三号变压器、四号变压器均解列运行，四台变压器型号SF10-63000/66，二次额定电压10.5千伏。
北营公司五号变电所六十六千伏系统转供北营公司三号变电所，北营公司五号变电所六十六千伏I段带六十六千伏北钢一号线带北营公司三号变电所一号变压器、二号变压器运行，北营公司五号变电所六十六千伏II段带六十六千伏北钢二号线带北营公司三号变电所三号变压器运行。北营公司三号变电所一号变压器、二号变压器、三号变压器均解列运行，三台变压器型号SF9-31500/66，二次额定电压6.3千伏。
北营五号变电所、三号变电所主要负荷为：高炉系统、轧钢系统、炼钢系统、铸管系统和焦化系统等。
二、北营五号变电所及下级变电所电容器运行方式
电容器作为补偿无功的主要方式，通过对无功进行补偿，提高电力系统的功率因数，从而改善电压质量，提升设备出力。下面简要说明几种电容器的补偿方式
（一）按照电压等级选用匹配的电容器、电抗器，电容器按照星型接线方式进行连接，在电容器的前侧串接电抗器。此种结构，在电容器投入运行时，电抗器将限制合闸涌流，并且起到滤波作用。此种结构的电容器结构相对简单，投退方便。
（二）第二种电容器的补偿方式与第一种电容器补偿方式相近，此种方式的电容器补偿方式，由两组或多组第一种电容器组合而成，区别在于每组的电容器的容量不通，通过高压隔离开关或高压真空接触器投退。改变电容器投入的容量，可以有效的控制好功率因数，即：随着功率因数的变化，调整电容器补偿容量。
（三）第三种电容器补偿方式，电抗器与有载分接开关串接，通过改变有载分接开关的档位，达到改变电抗器投入容量，从而改变电容器实际补偿容量。此种方式的优点在于采用有载分接开关调节，可以实现实时对功率因数的控制。达到更好无功的补偿效果。
三、北营公司五号变电所力率电费控制
北营公司五号变电所力率电费控制主要为六十六千伏北钢五号线、六十六千伏北钢六号线、六十六千伏北钢七号线、六十六千伏北钢八号线功率因数的控制。根据电业局力率电费奖励原则，功率因数在0.90以下（不含0.90）考核；功率因数在0.90时不奖励、不考核。功率因数在0.95时奖励最高。同时还根据当月的每条六十六千伏线路实际发生的电费，给予奖励。根据北营公司五号变电所六十六千伏母线对应的六十六千伏线路，进行分析功率因数的在实际中如何控制。
（一）北营公司五号变电所六十六千伏北钢七号线和六十六千伏北钢八号线功率因数控制
六十六千伏北钢七号线和六十六千伏北钢八号线带北营公司五号变电所六十六千伏I段母线，带北营公司一号变压器、二号变压器，带北营公司五号变电所一号变压器、二号变压器，在北营公司五号变电所二号变压器二次侧还并网一台五十兆瓦发电机组。此台五十兆瓦的发电机组采用高炉煤气发电，炼钢系统和轧钢系统同时也使用高炉煤气，因此，五十兆瓦发电机组的发电量随着煤气供应情况随之变化。也是需要对无功调节原因之一。
北营公司五号变电所六十六千伏北钢七号线和六十六千伏北钢八号线带北营公司五号变电所六十六千伏I段母线，由于带北营公司五号变电所六十六千伏I段母线的两条六十六千伏线路在上一级电业局变电所同一段母线上，两路六十六千伏线路电流基本相同，因此在考虑六十六两条线路的功率因数时，可以把两条六十六千伏线路看成一个总的电源，通过总电源的无功量的调节达到功率因数的调整。
传统的功率因数计算公式为cosα=P/S S2=P2+Q2
P为有功功率、Q为无功功率，通过上述公式只能计算平均功率因数。不能满足通过调节无功从而调整功率因数的要求。因此采用三角函数的技术方法。
I：两条六十六千伏线路的总电流
U：六十六千伏线路电压
cosα：线路瞬时功率因数
设要需调整到功率因数为cosα1
设Q1 为调整后的无功功率
设Q2为调节部分的无功功率。
在有功P不变的情况下，通过上述公式可以得出Q2= Q1- Q
当Q2为正值时，需要投入电容器来补偿无功，如果当Q2为负值时，需要退出电容器来减少无功。
在北营五号变电所六十六千伏I段功率因数实际调节时，北营公司五号变电所二号变压器带发电机组，二号变压器的二次电压最高时有十一千伏，在二号变压器投入的电容器相对比少，在二号变压器二次电压允许时可以适当降低发电机组的功率因数，实现对无功的调节。在北营公司五号变电所一号变压器和北营公司三号变电所一号、二号变压器多投退电容器，是主要对北营五号变电所六十六千伏I段功率因数控制措施。
（二）北营公司五号变电所六十六千伏北钢五号线和六十六千伏北钢六号线功率因数控制与六十六千伏北钢七号线和六十六千伏北钢八号线功率因数控制相同。
四、应加强对电容器巡视检查
1.套管和支持绝缘子应清洁、无破损、无放电痕迹。
2.电容器外壳不变形，无渗漏油。
3.电容器内部无异常放电声
4.各连接部位接触良好，无发热现象。
5.检查电容器单台保护熔断器应完好，无熔断。
6.检查电容器是否在额定电压和额定电流下运行。如运行电压超过额定电压10%、运行电流超过额定电流的30%，应将电容器退出运行。
五、结论
通过实际有效的功率因数控制方法，通过集中补偿和就地补偿相结合。按照瞬时功率因数高时减少无功补偿，平均功率因数低时，提高无功补偿。北营公司五号变电所四条六十六千伏线路基本实现了功率因数在0.95以上，每月力率电费奖励均能在二十万元以上。■
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