相間平衡補(bǔ)償裝置講解

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