技術(shù)部低壓培訓(xùn)4

1、技術(shù)部?jī)?nèi)部培訓(xùn)（四）技術(shù)部?jī)?nèi)部培訓(xùn)（四）低壓部分低壓部分 2014.2.222014.2.221目錄一設(shè)計(jì)過(guò)程中暴露的問(wèn)題二電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算三供電系統(tǒng)組成與接線方式2一、設(shè)計(jì)過(guò)程中暴露的問(wèn)題1.徐州華美熱電二期 超臨界循環(huán)流化機(jī)組化水PC段，用信號(hào)繼電器跳斷路器問(wèn)題，見(jiàn)附圖，信號(hào)繼電器K174（型號(hào)：HJXH-E1/U），斷路器為MT，有關(guān)參數(shù)如下：3一、設(shè)計(jì)過(guò)程中暴露的問(wèn)題uMT跳閘線圈參數(shù)如下：u比較兩者功耗，計(jì)算跳閘回路動(dòng)作電流：200/110=1.8A，遠(yuǎn)大于信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)容量。u說(shuō)明：信號(hào)繼電器一般只能作為信號(hào)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

2、二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算1.感性無(wú)功功率和容性無(wú)功功率u感性無(wú)功功率：電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)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(wú)功功率。在電感性負(fù)載的電路中，電流滯后電壓一個(gè)角度，cos 稱為功率因數(shù)（滯后）。u容性無(wú)功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通時(shí)，在一個(gè)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(wú)功功率。在電容性負(fù)載的電路中，電流超前電壓一個(gè)角度，cos 稱為功率因數(shù)（超前）。u因此容性無(wú)功功率可以抵消感性無(wú)功功率而提高功率因數(shù)。5二、電容柜一些數(shù)據(jù)的計(jì)算62.功率三角形 如圖：關(guān)系式如下 S：視在功率，k

3、VA P：有功功率，kW Q：無(wú)功功率，kvar3.并聯(lián)電容器額定容量與電容量的計(jì)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(jì)算4.并聯(lián)電容器電流計(jì)算按標(biāo)稱容量和額定電壓計(jì)算電流 單相：IC= （A） 三相：IC= （A）按電容器的實(shí)際電容值和額定電壓計(jì)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(tái)電容器，型號(hào)為BKMJ0.4-12-3，銘牌電容值為239 F，試計(jì)算額定電流（ f=50Hz ） 解：U

4、=0.4kV C=239 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(jì)算85.電容器容量的選擇按提高COS確定補(bǔ)償容量 QC=P （ kvar ） P：最大負(fù)荷月平均有功功率， kW COS1：補(bǔ)償前功率因數(shù)值 COS2：補(bǔ)償后功率因數(shù)值 例例2 2 某工廠最大負(fù)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(wèn)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 . 01

5、2248. 033. 1二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算按提高電壓確定補(bǔ)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(shí)際計(jì)算中，此方法很少采用（為近似計(jì)算法） QC= （ kvar ） U：需要提高的電壓值，V； U2：需要達(dá)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(shí)際電壓為9.2kV,問(wèn)需要多大補(bǔ)償容量才能使母線電壓達(dá)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(jì)

6、算按降低線損確定補(bǔ)償容量 安裝電容器后后線損降低率按下式計(jì)算 例例4 4 某工廠10kV架空線路，電力負(fù)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(jì)算按感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載電流確定補(bǔ)償容量 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)個(gè)別補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)按其空載電流來(lái)選擇電容器的容量，計(jì)算公式為 QC UeI0 （kvar） Ue

7、 ：電動(dòng)機(jī)額定電壓，kV； I0：電動(dòng)機(jī)空載電流，A； 由于一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載電流約占額定電流的25%40%，因此，電動(dòng)機(jī)的單臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償容量也相應(yīng)為其容量的25%40%。 例例5 5 某臺(tái)低壓三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定功率為100kW，其空載電流為60A，求其單臺(tái)無(wú)功 補(bǔ)償容量？ 解：QC=1.7320.3860=39.5kvar113二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算6.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(jì)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

8、流的n次諧波電流，A； Ibn：變壓器的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(jì)算 由上述公式可以看出， 當(dāng) 時(shí)，即電容器組回路呈電感性，可使諧波電流 I cn減小； 當(dāng) 時(shí)，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(guò)電容器使其過(guò)負(fù)荷； 當(dāng) 時(shí)，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(yán)重畸變；140nXnXCLnXnXCL0nXnXCL二、電容柜常用

9、數(shù)據(jù)的計(jì)算串聯(lián)電抗器電抗率的選擇l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(dá)到諧振時(shí)： 對(duì)3次諧波： XL/Xc=1/9=0.111=11.1%； 對(duì)5次諧波： XL/Xc=1/25=0.04=4%； 對(duì)7次諧波： XL/Xc=1/49=0.0204=2.04%； 對(duì)9次諧波： XL/Xc=1/81=0.012=1.2%； 對(duì)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(duì)5次諧波，電

10、抗率一般選6%的電抗器。1521nXXCL215 . 12 . 1nXXKCL二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算7.串電抗器后，電容器端電壓及補(bǔ)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(shí)際電壓（V）400.4404418.8421.04425.52430454.445

11、9.6二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算l由于電抗器吸收電容器所產(chǎn)生的無(wú)功補(bǔ)償功率，造成電容器向電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)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(jí)的電容器。這樣組合下來(lái)，實(shí)際電壓又不一定正巧與所選電容器額定電壓一級(jí)，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(yùn)行，實(shí)際補(bǔ)償容量又低于電容器銘牌所標(biāo)容量。l為說(shuō)明上述問(wèn)題，現(xiàn)舉例如下：l例例6 6，某項(xiàng)目，系統(tǒng)電壓UN=400V，每回路補(bǔ)償電容器為30kvar，串入電抗器的電抗率K=7% 求：電容器運(yùn)行時(shí)實(shí)際電壓，如何選擇電容器額定電壓及實(shí)際補(bǔ)償容量。17二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算l計(jì)算步驟為：a)電

12、容器實(shí)際承受電壓，Uc=UN/(1-K)=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(shí)際壓降為UL=430V-400V=30V，或UL=KUc=7%*430=30V。b)額定電壓480V電容器，實(shí)際承受電壓為430V，實(shí)際發(fā)出的無(wú)功功率為 (430/480)2*30=0.8025*30=24.075（kvar）。c)電抗器吸收電容器發(fā)出的無(wú)功功率的7%。d)電容器實(shí)際向電網(wǎng)發(fā)出額定無(wú)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(jì)算e)電容器串入電抗器后實(shí)際

13、電流 30kvar電容器，額定電壓480V，額定電流為 在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，承受電壓為430V，則 實(shí)際運(yùn)行電流為 或f)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(jì)算。19AIN1 .3648. 0330AIIN3 .324804301 .36480430AI3 .3243. 03075.24二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算20二、電容柜常用數(shù)據(jù)的計(jì)算21三、供電系統(tǒng)組成與接線方式1.部分基礎(chǔ)點(diǎn)：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(lái)的一個(gè)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

14、等級(jí)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)，成為電力網(wǎng)。l衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個(gè)基本參數(shù)衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個(gè)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(duì)大型電力系統(tǒng)，頻率的標(biāo)準(zhǔn)是500.2Hz；對(duì)中小電力系統(tǒng)，頻率的標(biāo)準(zhǔn)是500.5Hz；l電壓波形：電力系統(tǒng)供電電壓或電流的標(biāo)準(zhǔn)波形應(yīng)是正弦波，當(dāng)電源

15、的標(biāo)準(zhǔn)波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波時(shí)，就包含有各種的諧波成分。l電力線路額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(jī)額定電壓值取為線路額定電壓值的105%；l與發(fā)電機(jī)相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與發(fā)電機(jī)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(zhǎng)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2.從發(fā)電廠到用戶的送電過(guò)程示意圖24三、供電系統(tǒng)組成與接線方式3.大型電力系統(tǒng)圖25三、供電系統(tǒng)組成與接線方式4.高低壓電力系統(tǒng)的基本接線方式 基本接線方式

16、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，供電可靠性高。便于裝設(shè)自動(dòng)裝置，但開(kāi)關(guān)設(shè)備使用較多，檢修時(shí)該線路所供電負(fù)荷均要停電，低壓放射式接線適用于大容量設(shè)備、重要負(fù)荷和環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)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(kāi)關(guān)設(shè)備，投資少，但干線發(fā)生故障時(shí)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(shí)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(shí)影響整個(gè)電網(wǎng)，以及便于實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)的選擇性，因此大多數(shù)環(huán)路線路采用“開(kāi)口”運(yùn)行方式。環(huán)形系統(tǒng)的保護(hù)裝置及其整定配合比較復(fù)雜，這是環(huán)形接線的一個(gè)特點(diǎn)，如圖：29三、供電系統(tǒng)組成與接線方式5.其它接線方式橋式接線：為了保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷進(jìn)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(tái)變壓器的橋式主接線。橋式接線分內(nèi)橋、外橋和全橋三種。a)內(nèi)橋式接線30三、供電系統(tǒng)組成與接線方式b)外橋式接