技術(shù)部低壓培訓(xùn)4

1、技術(shù)部內(nèi)部培訓(xùn)（四）技術(shù)部內(nèi)部培訓(xùn)（四）低壓部分低壓部分 2014.2.222014.2.221目錄設(shè)計過程中暴露的問題電容柜常用數(shù)據(jù)的計算供電系統(tǒng)組成與接線方式2一、設(shè)計過程中暴露的問題徐州華美熱電二期 超臨界循環(huán)流化機組化水PC段，用信號繼電器跳斷路器問題，見附圖，信號繼電器K174（型號：HJXH-E1/U），斷路器為MT，有關(guān)參數(shù)如下：3一、設(shè)計過程中暴露的問題uMT跳閘線圈參數(shù)如下：u比較兩者功耗，計算跳閘回路動作電流：200/110=1.8A，遠大于信號繼電器的觸點容量。u說明：信號繼電器一般只能作為信號指示用，不能用于斷路器跳閘回路，跳閘回路應(yīng)選用大容量的中間繼電器。4二、電容柜

2、常用數(shù)據(jù)的計算感性無功功率和容性無功功率u感性無功功率：電動機和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫感性無功功率。在電感性負載的電路中，電流滯后電壓一個角度，cos 稱為功率因數(shù)（滯后）。u容性無功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通時，在一個周期內(nèi)，上半周期的充電功率和下半周期的放電功率相等，不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。在電容性負載的電路中，電流超前電壓一個角度，cos 稱為功率因數(shù)（超前）。u因此容性無功功率可以抵消感性無功功率而提高功率因數(shù)。5二、電容柜一些數(shù)據(jù)的計算6功率三角形 如圖：關(guān)系式如下 S：視在功率，kVA P：有功功率

3、，kW Q：無功功率，kvar并聯(lián)電容器額定容量與電容量的計算公式 C= （F） Q：電容器額定容量，kvar C：電容器電容量， F U：電容器額定電壓，kVSPQS2=P2+Q2COS=SP2331410UQ 二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算并聯(lián)電容器電流計算按標稱容量和額定電壓計算電流 單相：IC= （A） 三相：IC= （A）按電容器的實際電容值和額定電壓計算電流（f=50Hz） 單相：Ic=0.314CU C：電容器電容量， F 三相：Ic= 例例1 1 有一臺電容器，型號為BKMJ0.4-12-3，銘牌電容值為239 F，試計算額定電流（ f=50Hz ） 解：U=0.4kV C=239

4、F IC= =17.3A 或IC= =17.3A7UQU3Q30.314CU732. 14 . 0239314. 04 . 0312二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算8電容器容量的選擇按提高COS確定補償容量 QC=P （ kvar ） P：最大負荷月平均有功功率， kW COS1：補償前功率因數(shù)值 COS2：補償后功率因數(shù)值 例例2 2 某工廠最大負荷月的平均有功功率為200kW，功率因數(shù)cos1=0.6，擬將功率因數(shù)提高到0.9，問需要裝設(shè)電容器組的總?cè)萘繎?yīng)該是多少？ 解：QC=200 =200 =170 kvar12111122COSCOS19 . 0116 . 012248. 033. 1二、電

5、容柜常用數(shù)據(jù)的計算按提高電壓確定補償容量 該方法適用于以調(diào)壓為主的樞紐變電所和電網(wǎng)末端的用戶變電所，在實際計算中，此方法很少采用（為近似計算法） QC= （ kvar ） U：需要提高的電壓值，V； U2：需要達到的電壓值，kV； X：線路電抗，； 例例3 3 某工廠10kV變電所，處于電網(wǎng)末端，電源專用線路為20公里，線路電抗值為8 ，線路電壓損失800V，一次母線實際電壓為9.2kV,問需要多大補償容量才能使母線電壓達到10kV？ 解： 將U=800V， U2=10kV，X= 8 代入得 QC= =1000kvar9XUU2810800 二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算按降低線損確定補償容量 安裝

6、電容器后后線損降低率按下式計算 例例4 4 某工廠10kV架空線路，電力負荷為1500kW，原有線路損耗為100kW，原有功率因數(shù)為0.72，擬降低線順為40kW，需要安裝多大的容量的電容器組？ 解： P= =0.4 COS1=0.72 代入 0.4= 得COS2=0.93 QC=1500 =853.5kvar10%100211%2COSCOSP100402272.01cos193. 01172. 0122二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算按感應(yīng)電動機空載電流確定補償容量 感應(yīng)電動機個別補償時，應(yīng)按其空載電流來選擇電容器的容量，計算公式為 QC UeI0 （kvar） Ue ：電動機額定電壓，kV； I

7、0：電動機空載電流，A； 由于一般感應(yīng)電動機的空載電流約占額定電流的25%40%，因此，電動機的單臺無功補償容量也相應(yīng)為其容量的25%40%。 例例5 5 某臺低壓三相感應(yīng)電動機的額定功率為100kW，其空載電流為60A，求其單臺無功 補償容量？ 解：QC=1.7320.3860=39.5kvar113二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算串聯(lián)電抗器的選擇假如變電所母線直接接有發(fā)生諧波的整流裝置，諧波電流In由整流裝置發(fā)生，分別流入電容器（ Icn ）和電力系統(tǒng)（ Ibn ） ，如下圖12二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算 由圖中的等效回路可以得到下列關(guān)系式： 式中， Icn：電容電流的n次諧波電流，A； Ibn：變

8、壓器的n次諧波電流，A； n：諧波次數(shù)； In：總諧波電流，A； XL：串聯(lián)電抗器基波感抗， ； XC：電容器基波容抗， ； Xb：變壓器的基波等值感抗， ；13nXnXnXnXIIcLbbncnnXnXnXnXnXIIcLbcLnbn二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算 由上述公式可以看出， 當 時，即電容器組回路呈電感性，可使諧波電流 I cn減?。?當 時，即構(gòu)成諧振條件，電容器變成了濾波器，諧波電流全部通過電容器使其過負荷； 當 時，即電容器組回路呈電容性，可使諧波電流I cn放大，使母線電壓波形嚴重畸變；140nXnXCLnXnXCL0nXnXCL二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算串聯(lián)電抗器電抗率的選擇l

9、電抗器的選擇原則：若想兼有濾除某次諧波作用，應(yīng)使電抗器與電容器接近串聯(lián)諧振，以不得發(fā)生諧振為前提，但不使諧波被放大，應(yīng)使回路呈電感性。l如果達到諧振時： 對3次諧波： XL/Xc=1/9=0.111=11.1%； 對5次諧波： XL/Xc=1/25=0.04=4%； 對7次諧波： XL/Xc=1/49=0.0204=2.04%； 對9次諧波： XL/Xc=1/81=0.012=1.2%； 對11次諧波： XL/Xc=1/121=0.0083=0.83%；l因此，應(yīng)該滿足 的條件，考慮到電抗值有一定的裕度，一般取可靠系數(shù)1.21.5，即電抗率 如，對5次諧波，電抗率一般選6%的電抗器。1521n

10、XXCL215 . 12 . 1nXXKCL二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算串電抗器后，電容器端電壓及補償容量的變化l電抗器上的壓降UL為電容器上的壓降UC乘以電抗率K，即UL=KUC。 串電抗器后,電容器電壓升高為 （UN：系統(tǒng)電壓，為400V） 如下表：16KUUNC1電抗率電抗率0.1%0.1%1%1%4.5%4.5%5%5%6%6%7%7%12%12%13%13%電容器端電壓升高的倍數(shù)1.0011.011.0471.05261.06381.0751.1361.149電容器端實際電壓（V）400.4404418.8421.04425.52430454.4459.6二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算l由于電

11、抗器吸收電容器所產(chǎn)生的無功補償功率，造成電容器向電網(wǎng)無功補償能力減弱。由于串電抗造成電容器端電壓升高，必須采用適合此電壓的電容器，即選用較高電壓等級的電容器。這樣組合下來，實際電壓又不一定正巧與所選電容器額定電壓一級，一般都小于電容器額定電壓。由于電容器在小于額定電壓下運行，實際補償容量又低于電容器銘牌所標容量。l為說明上述問題，現(xiàn)舉例如下：l例例6 6，某項目，系統(tǒng)電壓UN=400V，每回路補償電容器為30kvar，串入電抗器的電抗率K=7% 求：電容器運行時實際電壓，如何選擇電容器額定電壓及實際補償容量。17二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算l計算步驟為：電容器實際承受電壓，Uc=UN/(1-K)=

12、400/(1-7%)=430V 選擇電容器額定電壓為480V（選440V，450V的也能滿足要求），電抗器實際壓降為UL=430V-400V=30V，或UL=KUc=7%*430=30V。額定電壓480V電容器，實際承受電壓為430V，實際發(fā)出的無功功率為 (430/480)2*30=0.8025*30=24.075（kvar）。電抗器吸收電容器發(fā)出的無功功率的7%。電容器實際向電網(wǎng)發(fā)出額定無功功率的0.8025*（1-7%）=0.7463倍，即30*0.7463=22.39（kvar）18二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算電容器串入電抗器后實際電流 30kvar電容器，額定電壓480V，額定電流為 在

13、實際運行時，承受電壓為430V，則 實際運行電流為 或這樣，選擇回路導(dǎo)體及投切元件只能按電流32.3A選擇，不能按系統(tǒng)電壓400V、30kvar計算。19AIN1 .3648. 0330AIIN3 .324804301 .36480430AI3 .3243. 03075.24二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算20二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計算21三、供電系統(tǒng)組成與接線方式部分基礎(chǔ)點：l電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、配電和用戶的整體。l電力網(wǎng)電力網(wǎng)：把升壓變電所、降壓變電所與各種不同等級的電力線路所組成的輸配電系統(tǒng)，即連接發(fā)電廠與電力用戶的中間環(huán)節(jié)

14、，成為電力網(wǎng)。l衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個基本參數(shù)衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個基本參數(shù)：電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和電壓波電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和電壓波形。形。l電壓質(zhì)量：規(guī)定用戶處的容許電壓變化范圍是由35kV及以上電壓供電的用戶：5%。由10kV及以下電壓供電的高壓用戶和低壓電力用戶：7%。低壓照明用戶：10%5%。22三、供電系統(tǒng)組成與接線方式l頻率質(zhì)量：規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率是50Hz；對大型電力系統(tǒng)，頻率的標準是500.2Hz；對中小電力系統(tǒng)，頻率的標準是500.5Hz；l電壓波形：電力系統(tǒng)供電電壓或電流的標準波形應(yīng)是正弦波，當電源的標準波形不是標準的正弦波時，就包含有各種的諧波成分。l電力線路額

15、定電壓為線路始端與線路末端電壓的平均值。l用電電器額定電壓值與線路額定電壓值相等。l發(fā)電機額定電壓值取為線路額定電壓值的105%；l與發(fā)電機相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。l與線路相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與線路額定電壓值相等。l電力變壓器二次線圈額定電壓應(yīng)視其所帶的線路長短，分別為線路額定電壓的110%和105%。23三、供電系統(tǒng)組成與接線方式從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖24三、供電系統(tǒng)組成與接線方式大型電力系統(tǒng)圖25三、供電系統(tǒng)組成與接線方式高低壓電力系統(tǒng)的基本接線方式 基本接線方式有三種：放射式、樹干式、環(huán)形接線方式。放射式接線：放射式線路之間互不影響，供電

16、可靠性高。便于裝設(shè)自動裝置，但開關(guān)設(shè)備使用較多，檢修時該線路所供電負荷均要停電，低壓放射式接線適用于大容量設(shè)備、重要負荷和環(huán)境比較惡劣的場所，如下圖：26三、供電系統(tǒng)組成與接線方式樹干式接線：樹干式接線在多數(shù)情況下能減少使用的開關(guān)設(shè)備，投資少，但干線發(fā)生故障時影響范圍大，所以供電可靠性較差，如圖：27三、供電系統(tǒng)組成與接線方式28三、供電系統(tǒng)組成與接線方式環(huán)形接線：環(huán)形接線的實質(zhì)是兩端供電的樹干式接線，環(huán)形接線的供電可靠性較高；為了避免環(huán)形線路上發(fā)生故障時影響整個電網(wǎng)，以及便于實現(xiàn)線路保護的選擇性，因此大多數(shù)環(huán)路線路采用“開口”運行方式。環(huán)形系統(tǒng)的保護裝置及其整定配合比較復(fù)雜，這是環(huán)形接線的一個特點，如圖：29三、供電系統(tǒng)組成與接線方式其它接線方式橋式接線：為了保證對一、二級負荷進行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用由兩回電源線路受電和裝設(shè)兩臺變壓器的橋式主接線。橋式接線分內(nèi)橋、外橋和全橋三種。內(nèi)橋式接線30三、供電系統(tǒng)組成與接線方式外橋式接