低壓無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則

1012頁低壓無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則發(fā)表日期：2023-12-2312:56:00目錄一、低壓供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償3為什么要對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的無功功率進(jìn)展補(bǔ)償3并聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑?5二、補(bǔ)償容量的計(jì)算6補(bǔ)償后功率因數(shù)值確實(shí)定6補(bǔ)償容量的計(jì)算6三、電容器的選擇9電容器使用的技術(shù)條件9電容器型號(hào)的選擇12電容器的容量計(jì)算12電容器的串并聯(lián)使用14電容器電容確實(shí)定15四、電容器放電電阻的計(jì)算17單相電容器放電電阻的計(jì)算17三相電容器放電電阻的計(jì)算20五、諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響及消退措施23諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響23串聯(lián)電抗器感抗值確實(shí)定24串聯(lián)電抗器后電容器的電壓計(jì)算24電抗器電感值的計(jì)算25六、電容器的保護(hù)271.電容器的額定電流272．電容器回路允許連續(xù)運(yùn)行的最大電流283．29七、電容器的掌握設(shè)備3030切換電容器的接觸器331：功率因數(shù)由COSφ1COSφ2KWKvar352：BZMJ0.4-□-34041425：BZMJ20.4-□-30.4-□-343447：BZMJ20.44-□-30.44-□-3458：BCMJ0.46-□-346低壓供配電系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償為什么要對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的無功功率進(jìn)展補(bǔ)償高系統(tǒng)的功率因數(shù)，是既不合理又不經(jīng)濟(jì)。這是由于：設(shè)備和線路截面得不到有效的充分利用。使系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路上的有功損耗增大。。由于上述緣由，應(yīng)對(duì)低壓供配電系統(tǒng)中的無功功率進(jìn)展補(bǔ)償。故電容器的功率可視為純無功功率。電容器的這一性質(zhì)，被廣泛用來改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。其方法，就是把電容器并聯(lián)到系統(tǒng)上。其接線原1-1。并聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑硐到y(tǒng)的負(fù)荷可視為具有集中參數(shù)為電感L和電阻R的串聯(lián)電路。當(dāng)沒有電容器補(bǔ)償時(shí)，電I1，其滯后電壓Uφ1〔1-2〕。I1一個(gè)是與電壓U同相位的Ia〔有功電流〕，另一個(gè)是滯后電壓U90°的IL1〔無功電流〕。有功電流Ia與電壓U的乘積〔Pa=UIa=UI1cosφ1〕就是負(fù)荷從電網(wǎng)吸取的有功功率；無功IL1U〔PL=UIL1=UI1sinφ〕就是負(fù)荷從電網(wǎng)吸取的無功功率。負(fù)荷從電網(wǎng)吸取的總功率〔視在功率〕S=。cosφ1PL大。CIC90°，電源供給的電I2〔I2=I1+IC〕〕，而負(fù)荷電流I1IL1ICIL2=IL1+IC，φ2。補(bǔ)償方式集中補(bǔ)償：與其他的低壓配電柜成排安裝在低壓配電室內(nèi)。就地補(bǔ)償：有以下狀況之一的可承受就地補(bǔ)償。TBBX〔未承受專用變壓器供電〕的容量較大的工頻感應(yīng)電爐，應(yīng)承受就地補(bǔ)償方式進(jìn)展無功補(bǔ)償。般與燈具成套供貨，電容器鎮(zhèn)流器箱需安裝在燈具處。二、補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償后功率因數(shù)值確實(shí)定對(duì)一般的供配電而言，要求補(bǔ)償后cosФ值是一個(gè)值得爭(zhēng)論的問題。假設(shè)要求補(bǔ)償后的cosФ值為0.95～1，這時(shí)電容器需要的容量增加的格外快，必將增加電容器的投資。反之，必使電能損耗增加，也可能引起載流導(dǎo)體截面的增大，開關(guān)容量和供電設(shè)備容量的增大，cosφ值定為多大適宜，需經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能得出正確的結(jié)論。cosφ0.95。cosφ值有其特別的要求。如承受電容器電抗器做相平衡cosφVcosφ0.866cosφ0.866。補(bǔ)償容量的計(jì)算Pcosφ1，現(xiàn)將功率因數(shù)提高到cosφ2，所Q???〔2-1〕Q=P〔〔2-2〕上式中：P補(bǔ)償前負(fù)荷的自然功率因數(shù)；補(bǔ)償后負(fù)荷要求到達(dá)的功率因數(shù)；與相應(yīng)的正切；與相應(yīng)的正切；假設(shè)要求補(bǔ)償?shù)竭_(dá)=1，則補(bǔ)償容量為：???〔2-3〕Q=P〔2-4〕11千瓦有功功率所需要的無功功率。768=0.73。要求經(jīng)電容器補(bǔ)償后功率因數(shù)≥0.95，試求所需電容器的無功容量？題解：當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95時(shí)：0.607Q=76830.607=466.1762：某工程有一臺(tái)工頻感應(yīng)紫銅保溫爐，設(shè)有兩個(gè)感應(yīng)器，每個(gè)感應(yīng)器的有功功率為1000.3，V380容器的補(bǔ)償容量？=0.3。要求補(bǔ)償后的功率因0.866。因此超前相的補(bǔ)償電容器容量為：=100〔3.180+0.577〕=10033.757=375.7滯后相的補(bǔ)償電容器容量為：=100〔3.180-0.577〕=10032.603=260.3三、電容器的選擇電容器使用的技術(shù)條件電容器符合以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：〔a〕GB12747-91；國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC831-1.2；。主要技術(shù)特點(diǎn)：該電容器承受日本指月公司的專有技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備由無錫康達(dá)電力電容器廠生產(chǎn)。率因數(shù)。輕、體積小、損耗低等優(yōu)點(diǎn)。電容器內(nèi)部裝有過壓力保護(hù)裝置和放電電阻，其牢靠性和安全性較高。主要構(gòu)造：電容器由芯子、過壓力保護(hù)裝置和箱殼三部份組成，內(nèi)部接線見圖3-1。形。每相電容器單元兩端并接放電電阻。過壓力保護(hù)裝置串接在芯子和接線端子之間，并固定在箱內(nèi)壁上。的特別要求裝設(shè)防塵罩。安裝腳和接地端子設(shè)在箱殼底部。適用環(huán)境：+45℃，最低-25℃〔戶內(nèi)外〕。海拔高度：不超過2023米。主要運(yùn)行參數(shù)：介質(zhì)損失：不大于0.0012。容差：標(biāo)稱容量的0～+15%，相間不平衡不大于108%。3000，101.3放電：斷電后，1分鐘內(nèi)使放電至50伏以下。電容器符合以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB12747；。主要技術(shù)特點(diǎn)：該電容器承受ABB〔專利〕和主要設(shè)備由錦州電力電容器有限責(zé)任公司金屬化電容器廠生產(chǎn)?！?KV因數(shù)。承受銀鋅邊緣加厚的梯形鍍膜，使電容器具有良好的自愈性和電容穩(wěn)定性。獨(dú)特的噴金工藝使電容器具有良好的耐涌流力量。特別設(shè)計(jì)的元件熔絲保護(hù)〔專利〕，使擊穿元件牢靠地退出運(yùn)行。獨(dú)特的浸漬工藝，使電容器不但具有干式的構(gòu)造，而且具有油浸電容器的優(yōu)點(diǎn)。適用環(huán)境：〔a〕環(huán)境溫度：最高+50℃，最低-25℃〔戶內(nèi)〕，-40℃〔戶外〕；主要運(yùn)行參數(shù)：〔a〕損耗：介質(zhì)承受聚丙烯薄膜；損耗＜0.5W/KVAr；〔b〕電容偏差：0-+10%；3000，10248〔系統(tǒng)電壓調(diào)整及波動(dòng)〕1.3最大負(fù)荷1.35倍額定容量穩(wěn)定運(yùn)行〔由過電壓及諧波引起〕放電電阻：斷電后，電壓525伏及以下的電容器1分鐘內(nèi)使放電至50伏。電容器型號(hào)的選擇然后結(jié)合工程的具體狀況，依據(jù)電壓、工作頻率、相數(shù)等需要，從產(chǎn)品樣本中，查出具體筑中的低壓電容器應(yīng)承受非可燃性油浸式電容器或干式電容器。電容器的容量計(jì)算〔3-1〕式中：Un—/秒；c—標(biāo)稱電容，微法〔1=10-6〕由上式可以看出，電容器的容量與電容器電壓的平方成正比。相等。在實(shí)際使用電壓下，電容器的輸出容量可按下式計(jì)算：????????〔3-2〕U—實(shí)際使用電壓，千伏。低。因此在選擇電容器時(shí)，應(yīng)盡量電容器的額定電壓等于或稍大于使用電壓?！辰映扇切巍?90〕，功率接成星形比接成三角形小三倍。16380下，僅僅能輸出：千乏16350下，僅僅能輸出：千乏電容器個(gè)數(shù)確實(shí)定可按下式計(jì)算：??〔3-3〕按上式計(jì)算一律取整數(shù)。電容器的串并聯(lián)使用電容器串聯(lián)C0n1.1。電容器并聯(lián)電容器并聯(lián)時(shí)，總電容等于每個(gè)電容器電容之和。n6．電容器電容確實(shí)定三相電容器電容可如下確定：電容器的電容為：四、電容器放電電阻的計(jì)算依據(jù)供電安全的要求，電容器要在停電后放電，以免由于電容器上的殘存電荷造成較高電使電容器組兩端的電壓從峰值〔倍額定電壓〕降至50V所需時(shí)間，高壓電容器不應(yīng)大于5min，低壓電容器不應(yīng)大于1min。低壓電容器一般均承受電阻放電。1．單相電容器放電電阻的計(jì)算R.C4-1。其回路方程為：Ir+Uc=0則或該微分方程通解為：式中：R—C—放電回路中的電容，法〔1=106〕；T—R2CUc—時(shí)間tUo—電源電壓的有效值〕秒歐??????〔4-1〕220V、400V、525V、750V〕，t、UC、U0R〔4-1〕4-1電容器的電容值可查產(chǎn)品樣本，或按下式計(jì)算???〔4-2〕、750VC4-2代入放電電阻計(jì)算表〔4-1〕，就可求出各種電壓下不同容量的電容器所需要的放電電阻值〔4-3〕4-3粗略計(jì)算放電電阻容量為：P=瓦??????〔4-3〕2．三相電容器放電電阻的計(jì)算低壓三相電容器除3690伏電容器為星形接線以外，其他均為三角形接線〔見圖4-2〕。放電電阻為三角形接線1/3R4-4〔4-5〕計(jì)算。計(jì)算電容4-5最終利用簡(jiǎn)化計(jì)算表〔表4-6〕，就可將各種電壓下不同容量電容器的放電電阻值R求出。4-6放電電阻為星形接線再換算成等效的星形接線的值即可。其電阻為：=。五、諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響及消退措施1．諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響〔整流、調(diào)壓、變頻〕、計(jì)算機(jī)、氣體放電燈、微波爐等設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使響最大的就是補(bǔ)償電容器?！才c電壓的頻率〔f〕成反比，在高次諧波電壓作用下，電容器n次諧波容抗是基波容抗值的幾分之一，即使諧波電壓值不高，也可產(chǎn)生顯著的諧波電流，造成電容器過電流。但更多的狀況是投入電容器時(shí)，沖擊電流比沒有諧波時(shí)的沖擊電流更GB50053-945.2.5條中規(guī)定：當(dāng)電容器裝置四周有高次諧波含量超過規(guī)定允許值時(shí)，應(yīng)在回路中設(shè)置抑制諧波的串聯(lián)電抗器。為感性回路而不是容性回路，以消退產(chǎn)生諧波振蕩的可能。容器的額定電流，電抗器的電壓也應(yīng)稍大于電容器的額定電壓。2．串聯(lián)電抗器感抗值確實(shí)定電抗器的感抗值按下式計(jì)算：〔5-1〕式中：Xc—，〔歐〕；n—可能產(chǎn)生的最低諧波次數(shù)；K1.2～1.5。對(duì)5Xc=〔1.2～1.5〕≈〔0.048～0.06〕Xc3XL=〔1.2～1.5〕=(0.13～0.17)Xc。13%533．串聯(lián)電抗器后電容器的電壓計(jì)算Uc=U〔5-2〕式中：U—式代入上式可得下式：Uc=UUc=400Uc=400〔1.05～1.06〕≈〔420～424〕伏Uc=400〔1.15～1.20〕≈(460～480)伏4．電抗器電感值的計(jì)算L=K1〔5-3〕式中：K1—，K1=，K—牢靠系數(shù)，n—可能產(chǎn)生的最低諧波次數(shù)；—基波的角頻率，=2=314，f/秒；。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入〔5-3〕L5L=〔0.048～0.06〕3=(0.048～0.06)3K10.06，則：L=0.063〔5-4〕3L=〔0.13～0.17〕3=(0.13～0.17)3K10.13，則：L=0.133?????〔5-5〕4-55K1=0.06，420L=?????〔5-6〕460L=〔5-7〕六、電容器的保護(hù)電容器的額定電流三相電容器：In=〔6-1〕單相電容器：In=〔6-2〕〔6-1〕、〔6-2〕兩式中：Qn—電容器的額定容量，千乏；Un—電容器的額定電壓，千伏。電容器的額定電壓成反比。在額定電容電壓和額定容量一樣的條件下，單相電容器的額定電流比三相電容器的額定電流大倍。460525電容器額定電流的簡(jiǎn)化計(jì)算表〔6-1〕。6-1電容器回路允許連續(xù)運(yùn)行的最大電流I=K12K22In=K2In安?????〔6-3〕上式中：In1.3K2BZMJ+15%K21.1、1.15。K—系數(shù)，K=K12K2。上述兩廠生產(chǎn)的電容器，其K1.331.1=1.431.331.15=1.495。眾所周知，電容器合閘時(shí)，暫態(tài)沖擊電流很大，可到達(dá)其額定電流的3～7倍，但衰減很快當(dāng)承受自動(dòng)開關(guān)保護(hù)時(shí)，自動(dòng)開關(guān)脫扣器不跳閘。電容器的保護(hù)電容器一般設(shè)過載保護(hù)，短路保護(hù)，過電壓保護(hù)。過載保護(hù)次諧波而引起。〔6-3〕式計(jì)算。假設(shè)用自動(dòng)開關(guān)做保護(hù)元件時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)元件也是按〔6-3〕式計(jì)算。短路保護(hù)1.5～210熔斷器和自動(dòng)開關(guān)的分析力量，應(yīng)大于安裝位置的短路電流。過電壓保護(hù)〔248〕，F(xiàn)YS-0.22型低壓金屬氧化物避雷器。七、電容器的掌握設(shè)備〔以下簡(jiǎn)稱為掌握器〕和接觸器，是無功補(bǔ)償柜中的主要掌握設(shè)備?，F(xiàn)介紹如下：掌握器JKG功能特點(diǎn)承受功率因數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，用戶無需考慮采樣輸入極性，使全負(fù)荷范圍掌握準(zhǔn)確。抗干擾力量特強(qiáng)，能抵擋電源直接輸入的幅值2023伏的干擾脈沖。輸出電路承受先接通的先分?jǐn)?、先分?jǐn)嗟南冉油ǖ难h(huán)方式。有超低負(fù)荷推斷、顯示、封鎖功能、防止振蕩。有過電壓顯示、推斷并快速逐級(jí)切除補(bǔ)償電容器的功能，分?jǐn)鄷r(shí)間小于1分鐘。對(duì)電網(wǎng)過補(bǔ)償，欠補(bǔ)償狀況都能顯示并自動(dòng)作出相應(yīng)處理。具有故障自診斷功能。使用環(huán)境條件海拔高度不超過2500米〔特別要求協(xié)商訂貨〕。環(huán)境溫度不超過40℃，不低于-5℃?？諝鉂穸炔怀^90%。四周環(huán)境無腐蝕性氣體、無導(dǎo)電灰塵、無易燃易爆的介質(zhì)。安裝地點(diǎn)無猛烈振動(dòng)。電壓波動(dòng)范圍不大于±15%。技術(shù)參數(shù)0.95滯后0.98超前3%0～15%可調(diào)延時(shí)時(shí)間10s10s～100s根本參數(shù)50HZ220V50HZ≤5A輸出容量溝通220V10A380V5A安裝調(diào)試先聯(lián)系。220V“0.85“掌握器應(yīng)能循環(huán)投切。示“I”或“V”等信號(hào)，提示用戶排解故障。在負(fù)荷低于整定值3%時(shí)，為防止投入后過補(bǔ)償引起振蕩，電容器不投入是正常的。接線方式接線內(nèi)容：接線須知：取樣電壓Us必需接溝通電壓220V。Is取樣電壓Us與取樣電流Is必需是同相電源。溝通接觸器公共連接線接N220V，接C380V。(e)上電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，自檢開關(guān)必需撥到“運(yùn)行”檔。7-1切換電容器的接觸器切換電容器需用使用類別代號(hào)為AC-6b專用接觸器。這