电容补偿装置客户培训

1、电容补偿装置客户培训William Wang王卫群Schneider Electric2- Services内容提要内容提要 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 Electric3- 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 Electric4- Services无功能量的供给电源电源用户网用户网负载负载电表电表有功能量有功能量无功能量无功能量电源电源用户网用户网负

2、载负载电表电表有功能量有功能量无功能量无功能量电容器电容器Schneider Electric5- 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)有用功率有用功率 kW（千瓦）（千瓦）视在功率视在功率 kVA（千伏安）（千伏安） S (kVA)F = = cos j j在正弦系统中在正弦系统中n在正弦系统中，在正弦系统中，cos j j决定了无功功率能耗的范围：决定了无功功率能耗的范围：0 cos j j 1Schneider Electric6- 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 0.8575%c

3、os j 0.850%cos j 0.7325%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 0.8Schneider Electric7- 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 无功功率无功功率有功功率有功功率Q (kvar)P (kW)tan j j =tg j j =W

4、rWa无用功无用功 (kvarh)有用功有用功 (kWh)=Schneider Electric8- Services无功能量的定义It = 视在电流视在电流Ia = 有功电流有功电流Ir = 无功电流无功电流IIar22 It =Ia = It cos j jIr = It sin j jIaItIrP (kW)S (kVA)Q (kvar)S = 视在功率视在功率P = 有功功率有功功率Q = 无功功率无功功率PQ22 P = UIt cos j = j = UIaQ = UIt sin j = j = UIrS = UItF = 功率因数功率因数 FPS= = = cosj jtgQPj

5、 j= =S = UItS =Schneider Electric9- Services优点通过以下方式减少电费 :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)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 Electric10- 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：变压器无过载87 kVA 余量降低了电能需求含电容器式安装含电容器式安装无电容器式安装无电容

6、器式安装630kVA400V 50Hz 3相相电容器电容器MXXM250kWcos j j1 1 = 0.75250kWcos j j1 1 = 0.75SkVA= = =5000 92543.SpkVA= = =cosj j1665Schneider Electric11- Services电压降R = 电缆阻抗X = 电缆感抗P = 有功功率Q = 无功功率 UUURPXQU= = 122负载RXU1U2RRXXU2U1Schneider Electric12- Services电压降的减少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

7、= R + jX = 3.6 + jx15.2 Ohms UUURPXQU= = 122 UkV= = = =3 63015 210902 93 2%).( .tg j j = 0.3P = 30 MWQ = 10 Mvartg j j = 1P = 30 MWQ = 30 Mvar UkV= = = =3 63015 230906 37%).(Schneider Electric13- Services焦耳损失的减少铝电缆的年损失 :横截面 : 95 mm长度 : 100 mt = 2 500 小时/年负载 : P = 100 kWcos j = 0.8Wj = 9 800 kWh/年cos

8、 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)WRLUPtj= = 103222cosj jSchneider Electric14- Services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 QPtgtgcaif= = j jj jQc = R(kvarh)t(h)Schneider Electric15- Services根据电机功率 (1)当电容器组与异步电

9、动机的接线端子相连时 有可能产生自激注意 :Ic 0.9 IoQc 2 x Pn (1 - cos jn)Pn MQcIo finctgtgPQjj=Schneider Electric16- 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 MQcfinctgtgPQjj=Pn Schneider Electric17- Services根据变压器例如例如

10、 :Sn = 1250 kVAS = 1000 kVAio = 2%Usc = 6%Qo = 25 kvarQch = 48 kvarQc = 73 kvarSn :变压器的额定功率变压器的额定功率S : 负载功率负载功率 io : 变压器的空载电流变压器的空载电流空载空载带载带载总的补偿容量总的补偿容量QSni00= = QchSnSSnUsc= = 2QcQQchSniSSnUsc= = = = 002Schneider Electric18- 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如果电容器组的容

11、量(kvar)大于变压器的额定容量大于变压器的额定容量(kVA) 的的15% (允许无功功率的逐步调整允许无功功率的逐步调整)n负载变化速度负载变化速度较慢较慢（10秒到秒到1分钟）分钟）=Rectimat 2n负载变化速度较快（大约负载变化速度较快（大约1秒）秒）=Thyrimatn负载速度变化很快（负载速度变化很快（1周波）周波）=Dynamat固定式补偿固定式补偿分步自动控制式的电容器组分步自动控制式的电容器组Schneider Electric19- 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 MV 配电网上3. MV电容器

12、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23346561Schneider Electric20- 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 Electric21- Services内容提要内容提要 无功补偿目的与原理 无功补偿装置主要元件 图纸介绍 操

13、作使用即控制单元介绍 检查维护事项Schneider Electric22- Services低压产品系列 固定式和自动式的电容固定式和自动式的电容 标准的，污染的和高污标准的，污染的和高污染的电网染的电网 标准型标准型 加强型加强型 带电抗器型或滤波器带电抗器型或滤波器 单独的或单独的或 Prisma 机柜机柜结构结构适用于任何装置的产品适用于任何装置的产品Varplus 2RectiblocRectimat 2Prisma 机柜中机柜中设备补偿设备补偿Schneider Electric23- Services接线端子接线端子内部保险丝内部保险丝绕组绕组轴线轴线过压过压弹片弹片塑料罐塑料罐

14、树脂树脂金属盘金属盘Varplus HQ 安全装置元件自复作用的聚丙烯自复作用的聚丙烯用用HRC保险丝保护高故障电流保险丝保护高故障电流通过下面两者的结合可以保护低通过下面两者的结合可以保护低故障电流故障电流 :o一个过压分离装置一个过压分离装置oHRC 保险丝保险丝Schneider Electric24- ServicesVarplus2电容器介绍电容器介绍 专利技术，专利技术，HQHQ保护系统保护系统 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

15、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 Electric25- ServicesVarplus2电容器介绍电容器介绍n 电压范围电压范围50 Hz : 230V, 415V, 525V, 550V, 690Vn 规格范围规格范围 415V例：5Kvar,6.25Kvar,7.5Kvar,10Kvar,12.5Kvar,15Kvar,20Kvarn 连接方式连接方式 三相三角形接法n 温度等级温度等级最大环境温度 = 55C最小环境温度 = 25CSchneider Electric26- ServicesVarplus2电容器介绍电容器介绍

16、n 防护等级防护等级IP00, IP20/ IP42n 功率损耗功率损耗 Use of HRC fusesHRC 快熔保护快熔保护Protection of LV capacitors电容器的投切控制与保护Schneider Electric31- Services内容提要内容提要 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 Electric32- Services内容提要内容提要 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 Electric33- Services操

17、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！ Schneider Electric34- Services内容提要内容提要 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 Electric35- 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意电容器、电抗器、接触器、熔断器在运行中有无异常发热及异响。运