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1、三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置 主講人:主講人: 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 l三相功率不平衡形成原因 l三相功率不平衡危害 l三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 1、技術(shù)原理 2、控制原理 3、裝置組成 4、技術(shù)優(yōu)勢(shì) 5、一次圖 6、結(jié)構(gòu)圖 三相功率不平衡形成原因三相功率不平衡形成原因 低壓電網(wǎng)大多是經(jīng)1004kV變壓器降壓后,以三相四線制向用戶 供電,是三相生產(chǎn)用電與單相負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)。在裝接單相用 戶時(shí),供電部門應(yīng)該將單相負(fù)載均衡地分接在A、B、C三相上。但在實(shí) 際工作及運(yùn)行中,線路的標(biāo)志、接電人員的疏忽再加上由于單相用戶的 不可控增容、大功率單相負(fù)載的接入以及單相負(fù)載用電的不同時(shí)性

2、等, 都造成了三相負(fù)載的不平衡。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 1、三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗: 變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)荷損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電 壓基本不變,即空載損耗是一個(gè)恒量。而負(fù)荷損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷 的變化而變化,且與負(fù)荷電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí) ,變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。 2、上述不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大(增為3倍),超載過(guò)多,可能造成繞 組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱,絕緣老化加快;變壓器油過(guò)熱,引起 油質(zhì)劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命(溫度每升高 8,使用年限將減少一半),甚至燒毀繞組。 三相功

3、率不平衡危害三相功率不平衡危害 從數(shù)學(xué)定理中我們知道:假設(shè)a、b、c 3個(gè)數(shù)都大于或等于零,那么 a+b+c3abc 。 當(dāng)a=b=c時(shí),代數(shù)和a+b+c取得最小值:a+b+c=3abc 。 因此我們可以假設(shè)變壓器的三相損耗分別為:Qa=Ia2*R、Qb= Ib2* R 、Qc =Ic2* R,式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負(fù)荷相電流,R為變壓器的 相電阻。則變壓器的損耗表達(dá)式如下: Qa+Qb+Qc3(Ia2 *R)(Ib2 *R)(Ic2 *R) 由此可知,變壓器的在負(fù)荷不變的情況下,當(dāng)Ia=Ib=Ic時(shí),即三相負(fù)荷達(dá) 到平衡時(shí),變壓器的損耗最小。 則變壓器損耗: 當(dāng)變壓器三相平衡運(yùn)

4、行時(shí),即Ia=Ib=Ic=I時(shí),Qa+Qb+Qc=3I2*R; 當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大不平衡時(shí),即Ia=3I,Ib=Ic=0時(shí), Qa=(3I)2*R=9I2*R=3(3I2*R); 即最大不平衡時(shí)的變損是平衡時(shí)的3倍。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 3、增加高壓輸電線路的電能損耗。 低壓側(cè)三相負(fù)荷平衡時(shí),610k V側(cè)也平衡,設(shè)高壓線路每相的電流為I, 其功率損耗為: P1 = 3I2*R 低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡將反映到高壓側(cè),在最大不平衡時(shí),高壓對(duì)應(yīng)相 為1.5I,另外兩相都為0.75 I,功率損耗為: P2 = 2(0.75I)2*R+(1.5I)2*R = 3.375I2*R =1

5、.125(3I2*R); 即高壓線路上電能損耗增加12.5%。 4、增加高壓線路跳閘次數(shù)、降低開關(guān)設(shè)備使用壽命: 我們知道高壓線路過(guò)流故障占相當(dāng)比例,其原因是電流過(guò)大。低壓電 網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡可能引起高壓某相電流過(guò)大,從而引起高壓線路過(guò)流 跳閘停電,引發(fā)大面積停電事故,同時(shí)變電站的開關(guān)設(shè)備頻繁跳閘將降 低使用壽命。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 5、增加低壓線路的電能損耗。 三相四線制供電線路,把負(fù)荷平均分配到三相上,設(shè)每相的電流為I, 中性線電流為零,其功率損耗為: P1 = 3I2*R 在最大不平衡時(shí),即某相為3I,另外兩相為零,中性線電流也為3I,功 率損耗為:P2 = 2(3I

6、)2*R = 18I2*R = 6(3I2*R); 即最大不平衡時(shí)的電能損耗是平衡時(shí)的6倍,換句話說(shuō),若最大不平衡時(shí) 每月?lián)p失1200 kWh,則平衡時(shí)只損失200 kWh,由此可知調(diào)整三相負(fù) 荷的降損潛力。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 有關(guān)規(guī)程規(guī)定:配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于有關(guān)規(guī)程規(guī)定:配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10,中性線電流不,中性線電流不 應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的25,低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度,低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度 應(yīng)小于應(yīng)小于20。通過(guò)電網(wǎng)技術(shù)改造,要真正使低壓電網(wǎng)線損達(dá)到。通過(guò)電網(wǎng)技術(shù)改

7、造,要真正使低壓電網(wǎng)線損達(dá)到12以下。以下。 有關(guān)規(guī)程規(guī)定:配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于有關(guān)規(guī)程規(guī)定:配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10,中性線,中性線 電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的25,低壓主干線及主要分支線的首端電流不,低壓主干線及主要分支線的首端電流不 平衡度應(yīng)小于平衡度應(yīng)小于20。 三相功率不平衡解決辦法三相功率不平衡解決辦法 1、調(diào)整三相負(fù)載使之趨于平衡,這是無(wú)需增加設(shè)備投資的最佳降損措施。把單相 用戶均衡地接在A、B、C三相上,減少中性線電流,降低損耗。 2、加大負(fù)荷接入點(diǎn)的短路容量。 3、加裝三相平衡裝置。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置

8、介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 1、調(diào)節(jié)三相功率平衡技術(shù)原理 a、b相間跨接電容C,如右圖所示。從a相看電 容C的電流 超前線電壓 90,可以分解為兩部分: 一部分為超前 90的容性電流 ;一部分為與 方 向相反的有功電流 ,這表明a相有功電流的減小。 從b相上來(lái)看電容C的電流 超前線電壓 90, 可 以分解為兩部分:一部分為超前 90的容性電 流 ;一部分為與 方向相同的有功電流 ,這表 明b相有功電流的增加。因此可以說(shuō)在a相與b相 之間跨接電容不但在a相與b相出現(xiàn)容性無(wú)功電流, 而且可以將一部分有功電流從a相轉(zhuǎn)移到b。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 2、不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)

9、償裝置控制原理 控制系統(tǒng) Ia、Ib、Ic、In Ua、Ub、Uc、Un 計(jì) 算 系 統(tǒng) 各 參 數(shù) 三相有功功率相等,根據(jù)其無(wú)功 缺口投入共補(bǔ)支路+分補(bǔ)支路 三相有功功率不相等,根據(jù)其相 間無(wú)功缺口及不平衡度,投入相 間電容器組 三相平衡,檢測(cè)其無(wú)功缺口 及功率因數(shù)小于預(yù)設(shè)值,投 入共補(bǔ)+分補(bǔ) 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 3、不平衡調(diào)節(jié)裝置組成 (1)控制器 可實(shí)時(shí)測(cè)量顯示三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù) 及有功電能等。可協(xié)調(diào)控制相間、相零補(bǔ)償方式電容器,既能智能監(jiān)測(cè) 負(fù)荷變化,有效實(shí)現(xiàn)負(fù)荷快速轉(zhuǎn)移,保護(hù)主設(shè)備安全可靠運(yùn)行,又能實(shí) 現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償,提高功率因

10、數(shù)目的。具有過(guò)壓、低壓、失壓、缺相、過(guò)流、 低流、斷電等保護(hù)功能。具有RS485通訊接口及上位機(jī)軟件。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 (2)復(fù)合開關(guān) 復(fù)合開關(guān),是可控硅與磁保持繼電器并聯(lián)的一種機(jī)電一體化開關(guān)。其工作 原理為:線路要接通時(shí),可控硅先接通,可控硅接通后繼電器跟著接通。 繼電器接通后可控硅就被短路了,控制信號(hào)就將可控硅斷開,此后繼電器 一直工作。 線路斷開時(shí)類似,可控硅先接通,此時(shí)繼電器仍然在接通狀態(tài),然后繼電 器斷開,等繼電器完全斷開后,可控硅斷開。 可以實(shí)現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)投切(即電壓過(guò)零點(diǎn)投入,電流過(guò)零點(diǎn)切除),對(duì)配電系 統(tǒng)及電容器無(wú)沖擊。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置

11、介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 (3)電容器 管道型電容器(新型專利產(chǎn)品),散熱面積比傳統(tǒng)電容器增加45%。 管道型電容器在同等條件下運(yùn)行溫度比傳統(tǒng)電容器低3-4。 采用進(jìn)口材料,體質(zhì)小,重量輕,安裝維修方便(可卸支座, 國(guó)內(nèi)首創(chuàng))。 可靠性高,市場(chǎng)品質(zhì)滿意率99.99%,質(zhì)保二年。 安全性高,內(nèi)裝有放電電阻和過(guò)壓力保護(hù)裝置,安全。 介質(zhì)損耗低,自愈性能優(yōu)越。 采用固體電容蠟為浸漬材料,無(wú)毒,環(huán)保。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 (4)塑殼斷路器、電流互感器、電壓表等。 三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹三相不平衡調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置介紹 4、技術(shù)優(yōu)勢(shì) (1)采用復(fù)合開關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切(電壓過(guò)零點(diǎn)投入,電流過(guò)零點(diǎn)切除), 對(duì)配電系統(tǒng)無(wú)涌流沖擊。 (2)電容器采用無(wú)毒,阻燃的固體石蠟,且結(jié)構(gòu)采用新型專利技術(shù)的管道 電容器,大大增加其散熱面積,保證了電容器安全性。 (3)根據(jù)負(fù)載變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)三相功率平衡,三相不平衡度控制在15%之 內(nèi)。 (4)能對(duì)各相進(jìn)行補(bǔ)償,使其功率因數(shù)分別達(dá)到0.95以上,且不會(huì)過(guò)補(bǔ)。 由以上可以看出,三相不平衡調(diào)節(jié)裝置可替代傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置+不平 衡調(diào)節(jié)裝置。經(jīng)濟(jì)投入上,同容量三相不平衡裝置價(jià)格同容量三相不平衡裝置價(jià)格= =無(wú)功補(bǔ)償

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