電能質(zhì)量管理-無功補償系統(tǒng)

電能質(zhì)量管理-無功補償系統(tǒng)主要內(nèi)容電能質(zhì)量問題與市場電能質(zhì)量要求電能質(zhì)量管理手段施耐德電能質(zhì)量管理方案無功補償系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試與維護電能質(zhì)量問題與市場

一方面，大量基于計算機系統(tǒng)的控制設備和電子裝置廣泛應用，這些裝置對供電質(zhì)量非常敏感，因此希望獲得優(yōu)質(zhì)的電能一個計算機中心失去電壓2s就可能破壞幾十個小時的數(shù)據(jù)處理結果或損失幾十萬美元的產(chǎn)值。大型的集成芯片生產(chǎn)廠，如果其供電中斷超過幾個工頻周波，就會造成芯片被毀。當今連續(xù)精加工的自動化生產(chǎn)線對不合格電力的容許度嚴格到只有1～2個工頻周期。電能質(zhì)量問題與市場

另一方面，大量的非線性負荷和擾動負荷接入公用電網(wǎng)對電能質(zhì)量造成干擾和“污染”，造成電能品質(zhì)下降半導體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置等非線性電力電子裝置在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應用。電氣化鐵路、煉鋼電弧爐等大功率、沖擊性負荷迅速發(fā)展這些具有非線性、沖擊性和不平衡性的負荷投入使用，使電網(wǎng)波形畸變越來越嚴重、諧波水平不斷上升，引起電壓波動和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動等，對各種電力用戶構成危害，甚至對電力系統(tǒng)的安全運行帶來了直接或潛在的威脅和危害。電能質(zhì)量問題與市場

歐洲每年因電能質(zhì)量帶來的經(jīng)濟損失為１５００億歐元美國現(xiàn)有電網(wǎng)各方面的損失每年達到2060億美元，其中電能質(zhì)量造成的損失達到1000億美元中國電能質(zhì)量造成的損失暫時沒有一個部門和單位來統(tǒng)計過。只有行業(yè)個案的數(shù)據(jù)，但總數(shù)量一定趕超歐美電能質(zhì)量問題與市場

善用其效，盡享其能！

-----施耐德的戰(zhàn)略核心理念

中國在電力節(jié)能和環(huán)保方面制定和實施更加嚴格的法規(guī)、標準。環(huán)保意味著要減少電力中的諧波含量，減少對電網(wǎng)的沖擊。無功補償是實現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)能最有效的手段。

電能質(zhì)量的要求電能質(zhì)量是衡量電力系統(tǒng)對用電客戶供應的電力是否符合的標準；電能質(zhì)量國家標準摘要電能質(zhì)量的主要擾動IEEE第22標準協(xié)調(diào)委員會（StandardsCoordinatingCommittee22）（電能質(zhì)量）和其他國際委員會推薦采用11種專用術語來說明電能質(zhì)量的主要擾動，主要的8種擾動的波形如圖所示：電能質(zhì)量管理手段電能質(zhì)量的特殊之處不完全取決于電力生產(chǎn)企業(yè)，有的指標（如諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度）往往是由用戶干擾所造成的。保障電能質(zhì)量，既是電力企業(yè)的責任，也是用戶（干擾性負荷）應盡的義務。各方應該按照現(xiàn)有的國家標準，來規(guī)范有關電能質(zhì)量的問題。

要保證電能在額定的電壓，額定的頻率范圍內(nèi)和正弦波形，還應保證不平衡度（瞬態(tài)的、穩(wěn)態(tài)的

）、電壓波動和閃變在國家標準之內(nèi)。施耐德提供的電能質(zhì)量管理系統(tǒng)施耐德電氣公司針對電力系統(tǒng)中的這些電能質(zhì)量問題，提供了綜合的解決方案——電能質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括：

電能質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)

低壓無功補償系統(tǒng) 低壓有源電力濾波器

低壓無功補償系統(tǒng)設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例回顧環(huán)境環(huán)境溫度－應符合IEC60439-1規(guī)范配電室內(nèi)最高溫度≤40℃配電室內(nèi)24小時平均溫度:≤35℃配電室內(nèi)年平均溫度:≤25℃最低溫度:-5℃最大高度:2000m環(huán)境安裝環(huán)境電容柜附近無熱源環(huán)境潔凈沒有活躍的化學物質(zhì),沒有帶電粉塵環(huán)境電氣環(huán)境系統(tǒng)最高電壓不能超過電容器額定電壓的1.1倍如果配電系統(tǒng)中有發(fā)電機，發(fā)電機運行時無功補償設備必須切除環(huán)境諧波污染－根據(jù)負載類型的選型原則Gh/SnSn(Kva)M變壓器容量線性負載非線性負載Gh(Kva)確定系統(tǒng)諧波污染程度<15%15%~25%>25%標準型補償方案Varlogic標準型方案電容器電壓等于電網(wǎng)電壓例：415V電容器用于400V系統(tǒng)過諧型補償方案Varlogic過諧型方案電容器電壓需高于電網(wǎng)電壓一個等級例：480V電容器用于400V系統(tǒng)調(diào)諧型補償方案Varlogic調(diào)諧型方案電容器＋電抗器電容器需提高一個電壓等級環(huán)境諧波污染－根據(jù)諧波測量的選型原則THDU<3%標準型電容器（400V/415V）THDU<4%過諧型電容器（470V/480V）THDU<7%調(diào)諧型補償方案（過諧型電容器＋調(diào)諧電抗器）THDU>7%必須采取諧波治理標準型無功功率補償設計電壓與電網(wǎng)電壓相同例如：設計電壓415V用于400V配電系統(tǒng)補償類型補償類型過諧型無功功率補償設計電壓高于電網(wǎng)電壓一個等級例如：設計電壓480V用于400V系統(tǒng)容量與電壓等級的平方成正比。例如：一臺480V，68Kvar電容器68Kvar×（400/480）2＝47Kvar施耐德無功功率補償介紹調(diào)諧型無功功率補償過諧型電容器＋DR系列電抗器Varplus268Kvar/480V＋215Hz電抗器＝50Kvar/400V調(diào)諧補償元件選型－無功補償柜的基本組成Varlogic元件選型保護元件－主保護斷路器整定值按以下標準設定熱保護額定值的設定1,36xIn標準型無功功率補償1,5xIn過諧型無功功率補償1,12xIn調(diào)諧次數(shù)2.7的調(diào)諧型補償1,19xIn調(diào)諧次數(shù)3.8的調(diào)諧型補償1,31xIn調(diào)諧次數(shù)4.3的調(diào)諧型補償短路保護整定10In主保護斷路器選型舉例例1：150kvar/400V/50Hz/標準型例2：150kvar/400V/50Hz/(調(diào)諧次數(shù)4.3)熱保護整定:1,36x216=294A短路保護整定:>10In=2160A熱保護整定:1,31x216=283A短路保護整定:>10In=2160A5’元件選型保護元件－支路保護熔斷器或斷路器斷路器或熔斷器（GgHBC型）的額定值選擇標準型和過諧型:1.6In調(diào)諧型:1.5In.元件選型接觸器選型電容專用接觸器容量選型元件選型功率電纜環(huán)境溫度不超過40℃：連接電纜必須可以在50℃的溫度下承受至少1.5倍額定電流環(huán)境溫度不超過50℃：連接電纜必須可以在60℃的溫度下承受至少1.5倍額定電流二次回路除非特殊規(guī)定，二次電纜可按以下的推薦選擇：二次電壓回路用1.5方二次電流回路用2.5方元件選型控制器選型NR6–6步控制器NR12–12步控制器NRC12–

帶通訊的12步控制器（必須配通訊模塊）NR6控制器NR12控制器NRC12控制器＋通訊模塊元件選型調(diào)諧型補償電容器＋電抗器電容器電壓必須是480V或以上按照施耐德電氣標準推薦方案搭配電容電抗器調(diào)諧型補償?shù)倪x型注意不正確的電容電抗器搭配會造成電容器過壓原因，錯誤的選用400V電容器分析，電抗器會抬升電容器端電壓諧振原因，錯誤的電容電抗器搭配分析，不按照標準方案搭配的電容電抗器會造成調(diào)諧頻率偏移調(diào)諧型補償?shù)倪x型注意如果客戶使用其它品牌電抗器電抗器搭配合理性的驗算設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例分析低壓無功補償系統(tǒng)電容器－Varplus2在補償柜中電容器的強制安裝方式：在補償柜中電容器允許的安裝方式：水平安裝，空氣流動為電容器提供了良好通風環(huán)境如果是垂直安裝，為了獲取有效的通風環(huán)境，電容器必須安裝在U型架上在垂直安裝的情況下，為了利于空氣流動，可在一塊沖孔板上固定電容器。電容器－Varplus2在補償柜中電容器禁止的安裝方式：在垂直安裝的情況下，禁止將電容器安裝在無孔的金屬板上：通風不好，電容器會發(fā)生危險。禁止將電容器垂直反向安裝：危險電容器－VarplusMVarplusM電容器筒必須保持水平安裝（如左圖）VarplusM電容器筒禁止垂直安裝（如右圖）多組電容器安裝電容器組之間最小的距離：25mm距離柜體或其它元件的最小距離：25mm電容器－Varplus2&VarplusM電容器－Varplus2&VarplusM最大機械組合的電容器數(shù)量電容器－Varplus2&VarplusM電容器最小扭矩:19N.m電抗器調(diào)諧電抗器的位置（如果需要）：單獨的柜體調(diào)諧電抗器絕不能安裝在電容器下方電抗器安裝距離電容器至少200mm電抗器調(diào)諧電抗器的安裝和其它元件的最小間距禁止允許電抗器電抗器帶有溫度傳感器溫度傳感器的常閉干接點必須接入補償回路，過溫時，可以分離該回路設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例分析低壓無功補償系統(tǒng)通風通用原則應符合IEC60439-1規(guī)范配電室內(nèi)最高溫度≤40℃配電室內(nèi)24小時平均溫度:≤35℃配電室內(nèi)年平均溫度:≤25℃最低溫度:5℃最大高度:2000m通風通用原則補償柜內(nèi)氣流從下向上流動氣流必須經(jīng)過所有的元件,并且嚴禁受阻排氣扇到元件的最小間距大于100mm風扇通風量的選擇:實際計算發(fā)熱量的1.67倍通風通風系統(tǒng)設計－標準型補償通風通風系統(tǒng)設計－調(diào)諧型補償通風通風系統(tǒng)設計－調(diào)諧型補償通風通風量系統(tǒng)設計原則－純電容補償自然冷卻：頂部通風口至少為底部的1.1倍強制冷卻根據(jù)無功功率安裝通風設施補償容量（400V50Hz）通風方式進風孔面積最小排風量（立方米/小時）IP<=IP3X容量<=100Kvar自然風冷200cm2容量在100Kvar至200Kvar自然風冷400cm2容量>200Kvar強制風冷>=0.75倍的Kvar容量IP>=IP5X所有容量強制風冷>=0.75倍的Kvar容量通風通風量系統(tǒng)設計原則－調(diào)諧型補償（帶電抗器）必須采用強制通風為調(diào)諧電抗器設置單獨柜體電抗器單獨柜體的通風量最小通風量F=0,3xPs

(Ps:調(diào)諧電抗器的熱損耗功率)+通風系統(tǒng)計算舉例例:400V-50HZ,容量為250kvar(1x50kvar+2x100kvar)的調(diào)諧型無功補償系統(tǒng)防護等級:IP21調(diào)諧頻率:190Hz確定冷卻量及風扇參數(shù)?10’電抗器：（300＋450×2）×0.3=360電容器：0.75×250=188結果：電抗器通風量＝360×1.67＝601m3/h

電容器通風量＝188×1.67＝314m3/h設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例分析低壓無功補償系統(tǒng)控制器設置延時時間最小為50秒，建議大于60秒如果電容器在50秒內(nèi)再次投入，將在電容器兩端產(chǎn)生過壓，導致電容器加速損壞控制器設置正確設置C/K值不正確的C/K值可能導致電容頻繁投切控制器設置控制器的溫度報警節(jié)點必須啟用用于報警指示或切除電容補償控制器溫度保護限值設定為50℃如果由控制器控制風扇，風扇的啟動溫度應設置為35℃控制器設置程序設定與實際電容器步組合匹配（Program項）設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例分析低壓無功補償系統(tǒng)維護用戶必須按照《維護手冊》進行年度維護無定期維護可能造成設備無法正常運行對無年度維護的用戶，施耐德電氣不承擔設備故障的責任。維護電容器乏值檢查（乏值損失大于15％的電容器必須更換）附電容器乏值檢查表設計選型安裝通風控制器設置維護討論&案例分析低壓無功補償系統(tǒng)案例－過高的環(huán)境溫度導致事故南方某飲料有限公司配電室最高溫度超過40℃配電室內(nèi)無空調(diào)及其它通風措施案例－電抗器錯誤安裝導致事故某百貨公司電抗器