技术部低压培训4

技术部内部培训（四）

低压(dīyā)部分2014.2.221精品资料目录(mùlù)设计过程中暴露的问题电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算供电系统组成与接线方式2精品资料一、设计过程中暴露(bàolù)的问题徐州华美热电二期超临界循环流化(liúhuà)机组化水PC段，用信号继电器跳断路器问题，见附图，信号继电器K174（型号：HJXH-E1/U），断路器为MT，有关参数如下：3精品资料一、设计过程(guòchéng)中暴露的问题MT跳闸线圈参数如下：比较两者功耗，计算跳闸回路动作电流(diànliú)：200/110=1.8A，远大于信号继电器的触点容量。说明：信号继电器一般只能作为信号指示用，不能用于断路器跳闸回路，跳闸回路应选用大容量的中间继电器。4精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算感性无功功率和容性无功功率感性无功功率：电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫感性无功功率。在电感性负载的电路中，电流滞后电压(diànyā)一个角度Φ，cosΦ称为功率因数（滞后）。容性无功功率：电容器在交流电网中接通时，在一个周期内，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫容性无功功率。在电容性负载的电路中，电流超前电压(diànyā)一个角度Φ，cosΦ称为功率因数（超前）。因此容性无功功率可以抵消感性无功功率而提高功率因数。5精品资料二、电容柜一些(yīxiē)数据的计算6功率(gōnglǜ)三角形如图：关系式如下

S：视在功率(gōnglǜ)，kVAP：有功功率(gōnglǜ)，kWQ：无功功率(gōnglǜ)，kvar并联电容器额定容量与电容量的计算公式C=（μF）Q：电容器额定容量，kvarC：电容器电容量，μFU：电容器额定电压，kVSPQΦS2=P2+Q2COSΦ=精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算并联电容器电流计算按标称容量和额定电压计算电流单相(dānxiānɡ)：IC=（A）三相：IC=（A）按电容器的实际电容值和额定电压计算电流（f=50Hz）单相(dānxiānɡ)：Ic=0.314CUC：电容器电容量，μF三相：Ic=例1有一台电容器，型号为BKMJ0.4-12-3，铭牌电容值为239μF，试计算额定电流（f=50Hz）解：U=0.4kVC=239μFIC==17.3A或IC==17.3A7精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算8电容器容量的选择(xuǎnzé)按提高COSΦ确定补偿容量QC=P（kvar）P：最大负荷月平均有功功率，kWCOSΦ1：补偿前功率因数值COSΦ2：补偿后功率因数值例2某工厂最大负荷月的平均有功功率为200kW，功率因数cosΦ1=0.6，拟将功率因数提高到0.9，问需要装设电容器组的总容量应该是多少？解：QC=200=200=170kvar精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算按提高电压确定补偿容量该方法适用于以调压为主的枢纽变电所和电网末端的用户变电所，在实际计算中，此方法很少采用（为近似计算法）QC=（kvar）ΔU：需要提高的电压值，V；U2：需要达到的电压值，kV；X：线路电抗，Ω；例3某工厂10kV变电所，处于电网末端，电源(diànyuán)专用线路为20公里，线路电抗值为8Ω，线路电压损失800V，一次母线实际电压为9.2kV,问需要多大补偿容量才能使母线电压达到10kV？解：将ΔU=800V，U2=10kV，X=8Ω代入得QC==1000kvar9精品资料二、电容(diànróng)柜常用数据的计算按降低线损确定补偿容量安装电容器后后线损降低率按下式计算

例4某工厂(gōngchǎng)10kV架空线路，电力负荷为1500kW，原有线路损耗为100kW，原有功率因数为0.72，拟降低线顺为40kW，需要安装多大的容量的电容器组？解：ΔP==0.4COSΦ1=0.72代入0.4=得COSΦ2=0.93QC=1500=853.5kvar10精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算按感应电动机空载电流确定补偿容量感应电动机个别补偿时，应按其空载电流来选择电容器的容量，计算公式为QC≤UeI0（kvar）Ue：电动机额定电压(diànyā)，kV；I0：电动机空载电流，A；由于一般感应电动机的空载电流约占额定电流的25%~40%，因此，电动机的单台无功补偿容量也相应为其容量的25%~40%。

例5某台低压三相感应电动机的额定功率为100kW，其空载电流为60A，求其单台无功补偿容量？解：QC=1.732×0.38×60=39.5kvar11精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算串联电抗器的选择假如变电所母线直接接有发生(fāshēng)谐波的整流装置，谐波电流In由整流装置发生(fāshēng)，分别流入电容器（Icn）和电力系统（Ibn），如下图12精品资料二、电容(diànróng)柜常用数据的计算由图中的等效回路可以得到下列关系式：

式中，Icn：电容电流的n次谐波电流，A；Ibn：变压器的n次谐波电流，A；n：谐波次数；In：总谐波电流，A；XL：串联电抗器基波感抗(ɡǎnkànɡ)，Ω；XC：电容器基波容抗，Ω；Xb：变压器的基波等值感抗(ɡǎnkànɡ)，Ω；13精品资料二、电容(diànróng)柜常用数据的计算由上述公式可以看出，当时，即电容器组回路呈电感性，可使谐波电流Icn减小；当时，即构成(gòuchéng)谐振条件，电容器变成了滤波器，谐波电流全部通过电容器使其过负荷；当时，即电容器组回路呈电容性，可使谐波电流Icn放大，使母线电压波形严重畸变；14精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算串联电抗器电抗率的选择电抗器的选择原则：若想兼有滤除某次谐波作用，应使电抗器与电容器接近串联谐振，以不得发生谐振为前提，但不使谐波被放大，应使回路呈电感性。如果达到谐振时：对3次谐波：XL/Xc=1/9=0.111=11.1%；对5次谐波：XL/Xc=1/25=0.04=4%；对7次谐波：XL/Xc=1/49=0.0204=2.04%；对9次谐波：XL/Xc=1/81=0.012=1.2%；对11次谐波：XL/Xc=1/121=0.0083=0.83%；因此(yīncǐ)，应该满足的条件，考虑到电抗值有一定的裕度，一般取可靠系数1.2~1.5，即电抗率如，对5次谐波，电抗率一般选6%的电抗器。15精品资料二、电容(diànróng)柜常用数据的计算串电抗器后，电容器端电压及补偿容量(róngliàng)的变化电抗器上的压降UL为电容器上的压降UC乘以电抗率K，即UL=KUC。串电抗器后,电容器电压升高为（UN：系统电压，为400V）如下表：16电抗率0.1%1%4.5%5%6%7%12%13%电容器端电压升高的倍数1.0011.011.0471.05261.06381.0751.1361.149电容器端实际电压（V）400.4404418.8421.04425.52430454.4459.6精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算由于电抗器吸收电容器所产生的无功补偿功率，造成电容器向电网无功补偿能力减弱。由于串电抗造成电容器端电压升高，必须采用适合此电压的电容器，即选用较高电压等级的电容器。这样组合下来，实际电压又不一定(yīdìng)正巧与所选电容器额定电压一级，一般都小于电容器额定电压。由于电容器在小于额定电压下运行，实际补偿容量又低于电容器铭牌所标容量。为说明上述问题，现举例如下：例6，某项目，系统电压UN=400V，每回路补偿电容器为30kvar，串入电抗器的电抗率K=7%求：电容器运行时实际电压，如何选择电容器额定电压及实际补偿容量。17精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算计算步骤为：电容器实际承受(chéngshòu)电压，Uc=UN/(1-K)=400/(1-7%)=430V选择电容器额定电压为480V（选440V，450V的也能满足要求），电抗器实际压降为UL=430V-400V=30V，或UL=KUc=7%*430=30V。额定电压480V电容器，实际承受(chéngshòu)电压为430V，实际发出的无功功率为(430/480)2*30=0.8025*30=24.075（kvar）。电抗器吸收电容器发出的无功功率的7%。电容器实际向电网发出额定无功功率的0.8025*（1-7%）=0.7463倍，即30*0.7463=22.39（kvar）18精品资料二、电容柜常用(chánɡyònɡ)数据的计算电容器串入电抗器后实际电流(diànliú)30kvar电容器，额定电压480V，额定电流(diànliú)为在实际运行时，承受电压为430V，则实际运行电流(diànliú)为或这样，选择回路导体及投切元件只能按电流(diànliú)32.3A选择，不能按系统电压400V、30kvar计算。19精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算20精品资料二、电容柜常用数据(shùjù)的计算21精品资料三、供电系统组成与接线(jiēxiàn)方式部分基础点：电力(diànlì)系统：由各种电压的电力(diànlì)线路将一些发电厂、变电所和电力(diànlì)用户联系起来的一个发电、输电、配电和用户的整体。电力(diànlì)网：把升压变电所、降压变电所与各种不同等级的电力(diànlì)线路所组成的输配电系统，即连接发电厂与电力(diànlì)用户的中间环节，成为电力(diànlì)网。衡量电力(diànlì)系统电能质量的三个基本参数：电压质量、频率质量和电压波形。电压质量：规定用户处的容许电压变化范围是由35kV及以上电压供电的用户：±5%。由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力(diànlì)用户：±7%。低压照明用户：－10%~＋5%。22精品资料三、供电系统组成与接线(jiēxiàn)方式频率质量：规定电力系统的额定频率是50Hz；对大型电力系统，频率的标准是50±0.2Hz；对中小电力系统，频率的标准是50±0.5Hz；电压波形：电力系统供电电压或电流的标准波形应是正弦波，当电源的标准波形不是标准的正弦波时，就包含有各种的谐波成分。电力线路额定电压为线路始端与线路末端(mòduān)电压的平均值。用电电器额定电压值与线路额定电压值相等。发电机额定电压值取为线路额定电压值的105%；与发电机相连的电力变压器一次线圈额定电压与发电机额定电压相等。与线路相连的电力变压器一次线圈额定电压与线路额定电压值相等。电力变压器二次线圈额定电压应视其所带的线路长短，分别为线路额定电压的110%和105%。23精品资料三、供电系统(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)组成与接线方式从发电厂到用户的送电(sònɡdiàn)过程示意图24精品资料三、供电系统组成(zǔchénɡ)与接线方式大型(dàxíng)电力系统图25精品资料三、供电系统组成与接线(jiēxiàn)方式高低压电力系统的基本接线方式基本接线方式有三种：放射式、树干式、环形接线方式。放射式接线：放射式线路之间互不影响，供电可靠性高。便于装设自动装置，但开关设备使用较多，检修时该线路所供电负荷均要停电，低压放射式接线适用于大容量设备、重要负荷和环境(huánjìng)比较恶劣的场所，如下图：26精品资料三、供电系统(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)组成与接线方式树干式接线：树干式接线在多数(duōshù)情况下能减少使用的开关设备，投资少，但干线发生故障时影响范围大，所以供电可靠性较差，如图：27精品资料三、供电系统(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)组成与接线方式28精品资料三、供电系统(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)组成与