電容補(bǔ)償柜學(xué)習(xí)資料

1、電容補(bǔ)償柜學(xué)習(xí)資料現(xiàn)在的工業(yè)電氣設(shè)備，由于大量采用感應(yīng)電動機(jī)及變壓器，電源除供給有功功率外尚需供給大量的無功功率，由于無功電流通過線路系統(tǒng)，導(dǎo)致配電設(shè)備能力未能得到充分利用，并引起以下?lián)p害：(1) 功率因數(shù)愈低則電力損失也愈大（電能損失與功率因數(shù)值的平方成反比）；(2) 電壓降也愈大；(3) 增加了設(shè)備容量與電力損耗；(4) 增加用戶的運(yùn)行費(fèi)用（電費(fèi)）；工業(yè)用電中的無功功率直接影響電費(fèi)，電力的功率因數(shù)管理十分重要，電力部門規(guī)定大容量用戶必須保證功率因數(shù)在0.9以上，其他用戶應(yīng)保證在0.85以上。經(jīng)努力達(dá)不到以上規(guī)定，必須裝設(shè)電容補(bǔ)償設(shè)備。功率因數(shù)是衡量供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。電力系統(tǒng)中

2、無功功率的補(bǔ)償方式有：并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等。工業(yè)企業(yè)和民用建筑用戶多采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償功率因數(shù)。并聯(lián)電容器按在供電系統(tǒng)內(nèi)裝設(shè)位置分：高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償、低壓分散補(bǔ)償。目前我公司生產(chǎn)工具的電容補(bǔ)償柜屬于低壓成組補(bǔ)償這一類。電容補(bǔ)償有三相共補(bǔ)和三相分補(bǔ)兩類，目前低壓上普遍采用三相共補(bǔ)方式。三相共補(bǔ)：即同時(shí)對A、B、C三相補(bǔ)償相同容量的電容。三相分補(bǔ)：即對三相中各相分別計(jì)算其COS，根據(jù)計(jì)算結(jié)果再對相應(yīng)的一相進(jìn)行補(bǔ)償。三相共補(bǔ)的補(bǔ)償精度低，但控制相對簡單；三相分補(bǔ)的補(bǔ)償精度高，但控制相對比較復(fù)雜。有關(guān)概念：有功功率：在交流電壓的作用下，在電器元件上消耗的一個(gè)周期內(nèi)的平均功率

3、。無功功率：電壓或電動勢與無功電流的乘積。功率因數(shù)COS：指在有功功率一定的條件下，取用無功功率的多少，取用無功功率越多，則功率因數(shù)越低。無功功率的作用：無功是用來在電路中的電感、電容元件中建立變化的電磁場，從而建立電壓，傳遞和轉(zhuǎn)換有功功率，成為電力系統(tǒng)和用電設(shè)備（純電阻設(shè)備除外）正常運(yùn)轉(zhuǎn)所不可缺少的重要因素之一。交流電力系統(tǒng)運(yùn)行的目的是為了傳輸和消耗能源，而無功系統(tǒng)運(yùn)行就是其不可缺少的手段。無功的存在保持了交流電力系統(tǒng)的電壓水平，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶的供電質(zhì)量、并使電網(wǎng)傳輸電能的損耗最小。例如，大家很熟悉的交流感應(yīng)式電動機(jī)，其定子和轉(zhuǎn)子間并沒有電的聯(lián)系，電動機(jī)的三相電源是直接供給定子

4、繞組的，當(dāng)定子繞組通上三相電源后，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來了，這是因?yàn)楫?dāng)定子繞組通電以后就在定子和轉(zhuǎn)子的間隙產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場在旋轉(zhuǎn)過程中切割轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流后就使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，在電動機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的那部分電流其實(shí)就是無功電流。電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：(1) 高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為0.95以上。(2) 其它100KVA（KW）及以上10KV供電電力用戶，功率因數(shù)為0.95以上。(3) 其他電力用戶，其功率因數(shù)宜達(dá)到0.90以上。功率因數(shù)降低與有功功率損耗增加的百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系見下表：功率因數(shù)從1降低到右列數(shù)值0.950.

5、90.850.80.750.70.650.6電力網(wǎng)元件中有功功率損耗增加的百分?jǐn)?shù)1123385678104136178從上表可以看出,當(dāng)功率因數(shù)為0.9時(shí)，電力系統(tǒng)中有功功率損耗增加23%，當(dāng)功率因數(shù)降低到0.6時(shí)，電力系統(tǒng)中有功功率損耗則要增加178%，這說明功率因數(shù)越低，則有功功率損耗就越大，所以對電力用戶，其功率因數(shù)必須達(dá)到0.90以上，否則，供電計(jì)量部門要進(jìn)行罰款。在變電所內(nèi)設(shè)置電容柜的作用：人工補(bǔ)償電力系統(tǒng)功率因數(shù)，使功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定的數(shù)值范圍之內(nèi)。下面開始介紹電容柜的基本原理：1常用的電容柜原理圖見附頁。2低壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器采用形接線，其優(yōu)點(diǎn)：(1) Qc()=3Qc(Y) 可節(jié)省

6、電容器組的容量。(2) 任一電容器斷線，三相線路仍得到無功作補(bǔ)償。2.1低壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器采用形接線時(shí)缺點(diǎn)：(1) 任一電容器擊穿時(shí)，將造成三相線路的兩相短路，短路電流很大，有可能引起電容器爆炸。(2) 對0.4KV的低壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器其內(nèi)部采用形接線，而對610KV高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器采用Y形接線。例，型號BCMJ0.4-20-3表示：B：表示并聯(lián)電容器；C：表示油浸式；M：表示介質(zhì)類型為聚丙烯薄膜；J：表示電極類型為金屬化；0.4：表示額定電壓為0.4KV；20：表示額定容量為20KVar；3：表示電容器為三相；該電容器額定電流按I=計(jì)算，Q電容器額定容量（KVar）U電容器額定電壓（KV）

7、即20KVar電容器額定電流I=29A3 并聯(lián)電容器的主要保護(hù)：(1) 熔斷器短路保護(hù)：并聯(lián)電容器的主要故障是短路故障，它可造成電網(wǎng)的相間短路，故對低壓并聯(lián)電容器，一般裝設(shè)熔斷器作為相間短路保護(hù)。熔斷器的熔芯電流按1.431.55倍電容器電流計(jì)算。(2) 熱繼電器過負(fù)荷保護(hù)：由于電網(wǎng)內(nèi)高次諧波或其它過電壓的影響，會使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷，熱繼電器的主要作用是電容器的過負(fù)荷保護(hù)，其過負(fù)荷保護(hù)電流按1.35倍的電容器電流計(jì)算。4 電容器放電指示燈：放電指示燈主要作用是當(dāng)電容器組從電網(wǎng)中切除后，保證在5S內(nèi)將電容器組上的剩余電壓降至50V及以下，其次它具有指示電容器組的投入時(shí)運(yùn)行指示。為了保證安全放電，

8、電容器組的放電回路中不得裝設(shè)熔斷器，以免熔斷時(shí)切斷放電回路，危及人身安全。5為確保電容器的使用壽命，電容器的工頻穩(wěn)態(tài)過電壓和運(yùn)行時(shí)間應(yīng)符合以下規(guī)定：工頻過電壓最大持續(xù)時(shí)間說明1.1Un長期指長期過電壓的最高值應(yīng)不超過1.1Un1.15Un每24h中30min系統(tǒng)電壓的調(diào)整與波動1.2Un5min輕負(fù)荷時(shí)電壓升高1.3Un1min輕負(fù)荷時(shí)電壓升高6電容柜總進(jìn)線開關(guān)：電容柜總進(jìn)線開關(guān)一般選用熔斷器式開關(guān)作為總的進(jìn)線保護(hù)，當(dāng)選用斷路器時(shí)，斷路器的短路瞬時(shí)保護(hù)功能必須設(shè)置為OFF（關(guān)）位置。7XD1型電抗器：作用：限制電容器接通瞬間的涌流，限制涌流倍數(shù)50倍。電抗率：串聯(lián)電抗器的感抗與并聯(lián)電容器的容抗

9、之比，以百分?jǐn)?shù)表示。電抗率是串聯(lián)電抗器的重要參數(shù)，電抗率大小直接影響著它的作用，當(dāng)電網(wǎng)中諧波含量甚少, 裝設(shè)串聯(lián)電抗器的目的僅為限制電容器組追加投入時(shí)的涌流，電抗率可選得比較小，一般為0.11（如XD1系列），在計(jì)及回路連接電感（可按1 uHm考慮）影響后，可將合閘涌流限制到允許范圍。在電抗率選取時(shí)可根據(jù)回路連線的長短確定靠近上限或下限電容器的容抗計(jì)算公式：XC=，可以看出，頻率f越高、電容的容量C越大，其容抗XC也就越小，且在電容的接通瞬間相當(dāng)于電容短路，此時(shí)接通瞬間的電流就是電容器的涌流，必須限制它的大小。每臺三相電容器的各相均應(yīng)配置一只電抗器，當(dāng)三相并列安裝時(shí)應(yīng)注意電抗器的進(jìn)出線方向，其

10、中間相必須和兩側(cè)相的接線相反，如兩側(cè)相首端X1為進(jìn)線，則中間相末端X2為進(jìn)線，電抗器相互間中心距離不得小于42mm。為何三只XD1型電抗器安裝時(shí)中間相末端X2為進(jìn)線呢？因?yàn)樵瓉硎巧a(chǎn)廠家考慮到電抗器內(nèi)線圈的繞向問題。8電容接觸器：作用：接通和分?jǐn)嚯娙萜?，具有抑制涌流能力?避雷器：作用：用于限制并聯(lián)電容器裝置的操作過電壓。10功率因數(shù)補(bǔ)償控制器：取樣信號：一相總進(jìn)線電流（如A相），另外兩相電壓（如B、C相）。作用：根據(jù)得到的一相電流、另外兩相電壓信號，控制器實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)的功率因數(shù)，并根據(jù)控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)定的功率因數(shù)值進(jìn)行比較，若小于設(shè)定的功率因數(shù)值，則控制器輸出接通信號控制接觸器接通投入電容器；

11、若大于設(shè)定的功率因數(shù)值，則控制器輸出斷開信號使電容器從電網(wǎng)上斷開。11轉(zhuǎn)換開關(guān)：在手動狀態(tài)下，手動控制電容器的投入與切斷。12安裝表計(jì)：按照規(guī)定，低壓并聯(lián)電容器裝置，應(yīng)配置電流表、電壓表、功率因數(shù)表。13電容器補(bǔ)償容量的確定：已知負(fù)荷有功功率P，補(bǔ)償前功率因數(shù)COS1，需提高功率因數(shù)到COS2，所需電容器的容量Q為：Q=P（tan arccos1- tan arccos2） （Kvar）例：cos1=0.6， cos2=0.9，P=1000KW，則Q=1000x（tan arccos0.6- tan arccos0.9）=1000x(1.33-0.48)=850Kvar14由于電容柜在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的熱，所以在電容柜上應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制散熱用的軸流風(fēng)機(jī)。15有關(guān)諧波的概念：與電網(wǎng)連接并輸入兩倍于50Hz及以上的頻率電流的設(shè)備，統(tǒng)稱為諧波源。如2次諧波的頻率為100Hz，3次諧波的頻率為150Hz，5次諧波的頻率為250Hz。能產(chǎn)生諧波的設(shè)備：軟起動器、變頻器、電梯、鋼廠的直流系統(tǒng)、電弧爐等。高次諧波的危害：高次諧波電流通過變壓器，可使變壓器鐵芯損耗明顯增加；通過交流電動機(jī)，不僅使電動機(jī)的鐵心損耗增加，還會使電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動現(xiàn)象；高次諧波通過電容器，容易使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷而導(dǎo)致電容器損壞；當(dāng)電網(wǎng)中存在高次諧波，可使線路的電能損耗增加，可產(chǎn)生電壓諧振，引起過電壓，