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1、电容补偿装置客户培训 William Wang 王卫群 Schneider Electric 2 - Services 内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操作使用即控制单元介绍 检查维护事项 Schneider Electric 3 - Services 说明 所有电气设备需要两种能源： o转变为机械能和热能的“有功” 能量用千瓦时（kWh）来计 量 o感应电路（如变压器，电机）所必需的“无功”能量用 千乏时（kVarh）来计量 Schneider Electric 4 - Services 无功能量的供给 电源 用户网 负载 电表 有功能量无功能量 电源 用户网
2、负载 电表 有功能量无功能量 电容器 无电容器式安装无电容器式安装含电容器式安装含电容器式安装 Schneider Electric 5 - Services 功率因数 整个装置的电能效率通过功率因数来计算： P (kW)有用功率 kW（千瓦） 视在功率 kVA（千伏安） S (kVA) F = = cos j 在正弦系统中 n在正弦系统中，cos j决定了无功功率能耗的范围： 0 cos j 1 Schneider Electric 6 - Services 主要的几种无功能耗的形式 标准异步电动机不同负载率下的功率因数： 100% cos j 0.85 75%cos j 0.8 50%co
3、s j 0.73 25%cos j 0.55 荧光灯 (无补偿） : cos j 0.5 放电灯 : cos j 0.4 to 0.6 感应加热炉(补偿式） : cos j 0.85 电阻式钎焊机 : cos j 0.8 固定式1相电弧焊接装置 : cos j 0.5 电弧炉 : cos j 0.8 Schneider Electric 7 - Services 常常用tg j 来代替 cos j 既然这样, 可以通过下面的式子来计算 : 对一个特定的时间段，这个比值也代表损耗 tg j 无功功率 有功功率 Q (kvar) P (kW) tan j = tg j = Wr Wa 无用功 (k
4、varh) 有用功 (kWh) = Schneider Electric 8 - Services 无功能量的定义 It = 视在电流 Ia = 有功电流 Ir = 无功电流 It = Ia = It cos j Ir = It sin j Ia It Ir P (kW) S (kVA) Q (kvar) S = 视在功率 P = 有功功率 Q = 无功功率 P = UIt cos j = UIa Q = UIt sin j = UIr S = UIt F = 功率因数 S = UIt S = Schneider Electric 9 - Services 优点 经济方面经济方面 : : 通过
5、以下方式减少电费 : o减少了来自公用电网的无用功 o减少了有用功消耗 (损失) 技术方面技术方面 : : 电压降减小 有功功率增加 焦耳损失降低 通过无源式谐波滤波器（电容器+ 电感）提高电流品质 Schneider Electric 10 - Services 视在功率需求量为 : 变压器过载 举例：提高功率因数的好处 目标： cos j 2 = 0.92 所需的无功功率： Q = P (tan j1 - tan j2) = 230 kvar 新的视在功率需求： 结论：结论： 变压器无过载 87 kVA 余量 降低了电能需求 含电容器式安装无电容器式安装 630kVA 400V 50Hz
6、3相 电容器 M XX M 250kW cos j1 = 0.75 250kW cos j1 = 0.75 Schneider Electric 11 - Services 电压降 R = 电缆阻抗 X = 电缆感抗 P = 有功功率 Q = 无功功率 负载 R X U1 U2 R R X X U2 U1 Schneider Electric 12 - Services 电压降的减少 举例：举例： 架空线中的电压降 电压 : 90 kV 长度 : 40 km 电缆 : 366 mm的铝线 阻抗 : Z = R + jX = 3.6 + jx15.2 Ohms tg j = 0.3P = 30
7、MW Q = 10 Mvar tg j = 1P = 30 MW Q = 30 Mvar Schneider Electric 13 - Services 焦耳损失的减少 铝电缆的年损失 : 横截面 : 95 mm 长度 : 100 m t = 2 500 小时/年 负载 : P = 100 kW cos j = 0.8Wj = 9 800 kWh/年 cos j = 1Wj = 6 300 kWh/年 R : 单位长度的有效电阻 (W/km) P : 有功功率 (kW) L : 长度 (km) t : 每年的作业时间 (hours) Schneider Electric 14 - Servi
8、ces 如何确定补偿电容器的容量 ? 从电量的计算得知 : 根据最初的功率因数值和目标功率因数值得到 : 根据电机功率 根据变压器容量 = 使用 REGLAVAR 软件 Qc = R(kvarh) t(h) Schneider Electric 15 - Services 根据电机功率 (1) 当电容器组与异步电动机的接线 端子相连时 有可能产生自激 注意 : Ic 0.9 Io Qc 2 x Pn (1 - cos jn) Pn M Qc Io Schneider Electric 16 - Services 根据电机功率(2) 当电容器组与各自的开关设备连接时 不会发生自激 功率可以根据额
9、定的负载和功率因数值来计 算 注意 : 电容的放电时间 (50 sec) 如果几个电容器组连接于同一网络中，在中 压应该使用电抗器来限制瞬间峰值电流；在 低压使用电抗器或者电容接触器来限制峰值 电流 Io Pn M Qc Pn Schneider Electric 17 - Services 根据变压器 例如 : Sn = 1250 kVA S = 1000 kVA io = 2% Usc = 6% Qo = 25 kvar Qch = 48 kvar Qc = 73 kvar Sn :变压器的额定功率 S : 负载功率 io : 变压器的空载电流 空载 带载 总的补偿容量 Schneider
10、 Electric 18 - Services 功率因数修正术语 如果电容器组的容量(kvar)小于或等于变压器的额定容量(kVA) 的15% n如果电容器组的容量(kvar)大于变压器的额定容量(kVA) 的15% (允许无功功率的逐步调整) n负载变化速度较慢（10秒到1分钟）=Rectimat 2 n负载变化速度较快（大约1秒）=Thyrimat n负载速度变化很快（1周波）=Dynamat 固定式补偿 分步自动控制式的电容器组 Schneider Electric 19 - Services 电容器组安装在何处 ? 1. HV 电容器组安装在 HV 电力网上 2. MV电容器组安装在
11、MV 配电网上 3. MV电容器组用于 MV消 耗 4. 可调或固定式的 LV 电容 器组用于LV 消耗 5. LV电容器组用于MV 消耗 6. LV/MV电容器组用于各自 的补偿 2 3 3 4 656 1 Schneider Electric 20 - Services 无功功率补偿 全局补偿 o电容器组与主配线盘的母线相连 o适用于稳定的连续性负载 o可以使用分步投切方式 局部补偿 o电容器组与每个局部配线盘的母线相连 o适用于较分散的安装 单独补偿 o电容直接与感性负载（电机）的接线端子相连 o适用于电机的功率相对于整个安装功率来说比较大 Schneider Electric 21 -
12、 Services 内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操作使用即控制单元介绍 检查维护事项 Schneider Electric 22 - Services 低压产品系列 固定式和自动式的电 容 标准的，污染的和高 污染的电网 标准型 加强型 带电抗器型或滤波器 单独的或 Prisma 机 柜结构 适用于任何装置的产品 Varplus 2 Rectibloc Rectimat 2 Prisma 机柜中 设备补偿 Schneider Electric 23 - Services 接线端子 内部保险丝 绕组 轴线 过压弹片 塑料罐 树脂 金属盘 Varplus HQ 安
13、全装置元件 自复作用的聚丙烯 用HRC保险丝保护高故障电流 通过下面两者的结合可以保护低 故障电流 : o一个过压分离装置 oHRC 保险丝 Schneider Electric 24 - Services Varplus2电容器介绍 专利技术，HQ保护系统 避免内部故障 (小电流情况), 过压保护系统 避免外部故障 (大电流情况), HRC熔丝 自愈过程中，介电损耗 气体压力慢慢增加，过压装 置开始动作 过压装置慢慢升高 金属片短接熔断器两端 故障电容器切除运行状态 熔丝保护大电流故障 I fuse 大电流短时故障时，熔 丝熔断 Schneider Electric 25 - Service
14、s Varplus2电容器介绍 n 电压范围 50 Hz : 230V, 415V, 525V, 550V, 690V n 规格范围 415V例： 5Kvar,6.25Kvar,7.5Kvar,10Kvar,12.5Kvar,15Kvar,20Kvar n 连接方式 三相三角形接法 n 温度等级 最大环境温度 = 55C 最小环境温度 = 25C Schneider Electric 26 - Services Varplus2电容器介绍 n 防护等级 IP00, IP20/ IP42 n 功率损耗 Use of HRC fuses HRC 快熔保护 Protection of LV capa
15、citors 电容器的投切控制与保护 Schneider Electric 31 - Services 内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操作使用即控制单元介绍 检查维护事项 Schneider Electric 32 - Services 内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操作使用即控制单元介绍 检查维护事项 Schneider Electric 33 - Services 操作使用说明 控制单元设好后，补偿装置自动投切电容，补偿 至目标功率因数，无需任何操作 停电维护时，分断补偿装置的进线断路器即可 控制单元讲解：请点击！ Schne
16、ider Electric 34 - Services 内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操作使用即控制单元介绍 检查维护事项 Schneider Electric 35 - Services 做好运行记录 检查母排接触面，接线端子，导线是否有氧化、变色、烧焦的痕迹 ，一旦发现，查找原因，立即处理，避免因接触电阻过大，在无人 值守的情况下使故障扩大 观察电容器的外观，是否有破损、电容接线端子变色，一旦发现， 应尽早停电检查电容器容值，发现电容失效，应及时更换 观察快速熔断器的熔断指示钮是否有弹出，在更换快熔之前，要仔 细检查该回路的对地电阻和电容状况，是否有接地和短路现象 注
