低压无功补偿装置电容控制柜详细信息

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1、低压无功补偿装置电容控制柜详细信息一. 用途TSC数字全自动动态无功功率补偿装置是一种具有国际先进水平、功能高 度集成化的无功补偿设备。采用欧洲著名的CIRCUTOR控制器，它广泛应用于机 械制造、冶金、矿山、铁道、轻工、化工、建材、油田、港口、高层建筑、城 镇小区等低压配电网，对电力系统降损节能有重大的技术经济意义，为国家重点 推荐的节约电能的高新技术项目。二. 特征纯数字通道，光电隔离,抗干扰能力强，跟踪速度快，系统响应时间小于2Oms, 可控硅控制，无触点投切，无涌流，无冲击,使用寿命大于20年。按无功电流大小补偿无功功率，杜绝投切振荡。数字显示负荷变化处的电压、功率因数、投切极数等。采

2、用循环方式投切，以保持相同的平均使用率，延长电容器的使用寿命。所 有用户功因素0.95以上.三. 技术参数1容量 105kvar,135kvar,165kvar,225kvar420kvar.其他容量可按用 户要求订货；2电压，380Vac+10/-15%（三相）；3功率损耗：小于系统容量的1%；4频率：45Hz65Hz；5控制系统：快速计算机实时在线系统；6功率因数调整设定范围：0.8（感性）至0.95（容性），通常设置值0.97 或 0.98；7显示方式：Led及3位数字的显示器；8工作温度：-10C50C；9环境最大相对湿度：95%；10反应速度：0.10至9.99秒，可设置；11具有安

3、检告警及状态显示；12平均无故障间隔时间N6个月；13可按用户要求增加能量管理系统和谐波抑制系统；14三相五线制或三相四线制。无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数， 降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功 功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的 选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之， 如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。一、按投切方式分类：1. 延时投切方式延时投切方式即人们熟称的静态补偿方式。这种投切依靠于传统的接触 器的动作，当然用于投切电容

4、的接触器专用的，它具有抑制电容的涌流作用， 延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时，电容器造成损坏，更重要 的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。当电网的负荷呈 感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当 负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是电网的电流超前于电压的一 个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的 控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率 因数或无功电流或无功功率。下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时，如cose超前且 0.98，滞后且0.95，在这个范围内，此

5、时控制器没有控制信号发出，这时已投 入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。当检测到cose不满足要 求时，如cose滞后且0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测cose如还 不满足要求，控制器则延时一段时间(延时时间可整定)，再投入一组电容器， 直到全部投入为止。当检测到超前信号如cose 0.98,即呈容性载荷时，那么控 制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除 时就要先切除。如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组， 那么全部投入的时间就为30分钟，切除也这样。在这段时间内无功损失补只能 是逐步到位。如果将延时时间整定的很短，或没有

6、设定延时时间，就可能会出 现这样的情况。当控制器监测到cose0.95，迅速将电容器组逐一投入，而 在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组 逐一切除，周而复始，形成震荡，导致系统崩溃。是否能形成振荡与负载的性 质有密切关系，所以说这个参数需要根据现场情况整定，要在保证系统安全的 情况下，再考虑补偿效果。2. 瞬时投切方式瞬时投切方式即人们熟称的动态补偿方式，应该说它是半导体电力器件 与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半 个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控 制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容

7、器组大约20-30毫秒内就完 成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿 方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现在很多开关行业厂都试图 生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。当然与国外同类 产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。动态补偿的线路方式(1)LC串接法原理如图1所示这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目 的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使 无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不 需要再分成多路。既然有这么多的优点，应该是非常理

8、想的补偿装置了。但由 于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相对较大， 价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到目前来说还没有被广泛采 用或使用者很少。(2)采用电力半导体器件作为电容器组的MBFK电容器投切开关，较常采用 的接线方式如图2。图中BK为半导体器件，C1为电容器组。这种接线方式采用 2组开关，另一相直接接电网省去一组开关，有很多优越性。作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便， 电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断，在意外情况下容易 烧毁，所以保护措施要完善。当解决了保护问题，作为电容器组投切开关应该 是较理想的器

9、件。动态补偿的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。 很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间，准确的投切功率，还 要有较高的自识别能力，这样才能达到最佳的补偿效果。当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令(投入一组或多组电容器的指 令)，此时由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并人线路运行。 需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零，以 避免涌流造成元件的损坏，半导体器件应该是无涌流投切。当控制指令撤消时， 触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关断。关断后的电容器电压为线路电压 交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容器再次投入。元器件可以选单

10、项晶闸管反并联或是双向晶闸管，也可选适合容性负载的 固态接触器，这样可以省去过零触发的脉冲电路，从而简化线路，元件的耐压 及电流要合理选择，散热器及冷却方式也要考虑周全。3. 混合投切方式实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用CJ19接触器投切， 而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势 互补，但就其控制技术，目前还见到完善的控制软件，该方式用于通常的网络 如工矿、小区、域网改造，比起单一的投切方式拓宽了应用范围，节能效果更 好。补偿装置选择非等容电容器组，这种方式补偿效果更加细致，更为理想。 还可采用分相补偿方式，可以解决由于线路三相不平行造成的损失。

11、4. 在无功功率补偿装置的应用方面，选择那一种补偿方式，还要依电网的 状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况， 电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线 路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。一般电焊工作时间均在几秒 钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按 40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置 能完成这个过程。二、无功功率补偿控制器无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电 流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控 制

12、器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测 量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件一集成 线路一单片机-DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的 总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量 差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另 一个问题就是国内生产的控制器其名称均为XXX无功功率补偿控制器，名称 里出现的无功功率的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于 产品的型号，而不是产品的名称。1. 功率因数型控制器功率因数用cose表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当

13、cose =1 时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终 目标。这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。*延时整定，投切的延时时间，应在10S-120S范围内调节灵敏度整定， 电流灵敏度，不大于0-2A。*投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内 整定。*过压保护设量*显示设置、循环投切等功能这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼 顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态 下工作。即使调整的较好，也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重 负荷时。举例说明：设

14、定投入门限；cos6 =0.95（滞后）此时线路重载荷，即使 此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cos6只要不小 于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控 制方式建议不做为推荐的方式。2. 无功功率（无功电流）型控制器无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个 设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定 性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一 般都具有以下功能：*四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自 动调节切换时间、谐波过压报警及保护、

15、线路谐振报警、过电压保护、线路低 电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cose、U、I、S、 P、Q及频率。由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就 将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕cose已达到 0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使 补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使 得富里叶变换得到实现。当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。 国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。3. 用于动态补偿的控制器对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电

16、路一并考虑的， 要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功 能。由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距， 一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好；二是补偿功率不能一 步到位，冲击电流过大，系统特性容易漂移，维护成本高、造成设备整体投资 费用高。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。三、滤波补偿系统由于现代半导体器件应用愈来愈普遍，功率也更大，但它的负面影响就是 产生很大的非正弦电流。使电网的谐波电压升高，畸变率增大，电网供电质量 变坏。如果供电线路上有较大的谐波电压，尤其5次以上，这些谐波将被补偿装 置放大。电容器组与线路串联谐振，