低壓功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)(標(biāo)準(zhǔn))

1、低壓功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)(標(biāo)準(zhǔn))第一章 基本概念與名詞解釋在交流電路中，由電源供給負(fù)載率有兩種：一種是有功功率，一種是無(wú)功功率。1、功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功。2、有功功率保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，（交流電在一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)有功功率的平均值），即：電路中電阻上所消耗的功率。它將電能轉(zhuǎn)換為其它形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。符號(hào)用p表示，單位有瓦（w）、千瓦（kw）、兆瓦（mw）。交流電有功功率的計(jì)算公式為：?jiǎn)蜗?p（w）= ueiecos 三相: p（w）= 3ueiecos3、無(wú)功功率它作用于交流電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變

2、為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)用功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。無(wú)功功率的符號(hào)用q表示，單位為乏（var）或千乏（kvar）。交流電無(wú)功功率的計(jì)算公式為：?jiǎn)蜗?q（var）=ueiesin 三相:q（var）=3ueiesin4、視在功率在具有電阻和電抗的電路中，電流和電壓的乘積叫視在功率，單位伏安（va）或千伏安（kva）。三相交流電視在功率計(jì)算公式為：s（va）=3ueie=p2

3、+q2。 或 s=p/cos5、功率因數(shù)：在同一相交流電路中，相電壓與相電流之間的相位差的余弦稱為功率因數(shù)，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cos=p/s。功率因數(shù)的大小與電路工作負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，純電阻負(fù)載的功率因數(shù)為1，電感性或電容性負(fù)載電路的功率因數(shù)都小于1。而且在電感性負(fù)載電路中，電流滯后電壓一個(gè)角度，結(jié)果功率因數(shù)滯后一個(gè)角度（隨著滯后角度的增加，電網(wǎng)電壓隨著下降）。在電容性負(fù)載電路中，電流超前電壓一個(gè)角度，結(jié)果功率因數(shù)超前一個(gè)角度（隨著超前角度的增加，電網(wǎng)電壓隨著上升）。99功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大，從而

4、降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。 6、自然功率因數(shù)是指用電設(shè)備沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)，或者說(shuō)用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)，電阻性負(fù)荷的功率因數(shù)較高，等于1。電感性或電容性負(fù)載電路的功率因數(shù)都小于1。7、瞬時(shí)功率因數(shù)是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是隨著用電設(shè)備的類型、負(fù)荷的大小和電壓的高低而時(shí)刻在變化。8、加權(quán)平均功率因數(shù)是指在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值。9、有功功率、無(wú)功功率、視在功率之間的關(guān)系電網(wǎng)中的許多設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率

5、相等，這種功率叫無(wú)功功率。電力系統(tǒng)中，不但有有功功率平衡，無(wú)功功率也要平衡。 s= s q式中： s視在功率，kva pp有功功率，kw q無(wú)功功率，kvar 角為功率因數(shù)角，它的余弦（cos）是有功功率與視在功率之比即：cos=p/s稱為功率因數(shù)。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用電企業(yè)功率因數(shù)cos越小，則所需的無(wú)功功率越大。如果無(wú)功功率不是由電容器提供，則必須由輸電系統(tǒng)供給，為滿足用電的要求，供電線路和變壓器的容量需增大。這樣，不僅增加供電投資、降低設(shè)備利用律 ，也將增加線路損耗。為此，國(guó)家供用電規(guī)則規(guī)定：無(wú)功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和裝置無(wú)功

6、補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無(wú)功倒送。還規(guī)定用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，否則供電部門可以拒絕提高功率因數(shù)，防止無(wú)功倒送，從而節(jié)約電能，提高運(yùn)行質(zhì)量都具有非常重要的意義。10、無(wú)功補(bǔ)償原理電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性

7、功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)償。11、無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x補(bǔ)償無(wú)功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，減少投資，例如當(dāng)功率因數(shù)cos=增加到cos=時(shí)，裝1kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量；反之，增加對(duì)原有設(shè)備而言，相當(dāng)于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對(duì)新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無(wú)功補(bǔ)償，便可以減少設(shè)計(jì)容量，從而減少投資。降低線損。第二章、無(wú)功對(duì)電網(wǎng)的影響及功率因數(shù)降低的原因在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。如果用電設(shè)備過(guò)多地從電網(wǎng)索取無(wú)功功率

8、，將使電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。結(jié)果造成電網(wǎng)功率因數(shù)降低，線路電壓損失增大和電能損耗增加。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在：(1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。(2)降低輸、變壓設(shè)備的供電能力。(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。(4)造成底功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。從發(fā)電機(jī)和高壓電線供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶對(duì)無(wú)功功率的需要，

9、這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理1、異步電動(dòng)機(jī)對(duì)功率因數(shù)的影響  廠礦企業(yè)絕大部分動(dòng)力負(fù)荷都是異步電動(dòng)機(jī), 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無(wú)功的主要因素,而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。因此，在選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，既要注意它們的機(jī)械性能，又要考慮它們的電器指標(biāo)，合理選擇異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和容量，使其處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低負(fù)載下運(yùn)行，既增大功率損耗，又使功率因數(shù)和效率都顯

10、著惡化。故從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，必須正確的合理的選擇電動(dòng)機(jī)的容量。其次，要提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組匝數(shù)變動(dòng)和電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動(dòng)時(shí)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率的大小有很大的影響。 2、電力變壓器對(duì)功率因數(shù)的影響  電力變壓器的無(wú)功功率消耗，是由于變壓器的變壓過(guò)程是由電磁感應(yīng)來(lái)完成的，是由無(wú)功功率建立和維持磁場(chǎng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的。沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器就無(wú)法變壓和輸送電能。變壓器消耗無(wú)功的主要成分是它的空載無(wú)功功率，提高變壓器的功率因數(shù)就必須降低變壓器的無(wú)功損耗，避免變壓器空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。 3、整流裝置對(duì)功率因數(shù)的影響

11、  單就整流系統(tǒng)而言，其功率因數(shù)可達(dá)到，但是由于整流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流不是正弦波，整流變壓器除向電網(wǎng)吸取基波電流外，還向電網(wǎng)送出諧波電流，嚴(yán)重影響并聯(lián)電容的運(yùn)行。盡可能減少諧波分量的產(chǎn)生是消除整流裝置對(duì)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備影響的根本辦法。整流機(jī)組的網(wǎng)側(cè)諧波分量與等效相數(shù)有密切關(guān)系，提高等效相數(shù)是抑制諧波產(chǎn)生的有效措施。公司整流系統(tǒng)共有四臺(tái)整流變壓器，為提高等效相數(shù)，分別將整流變壓器接成/和y/，從而組成12相整流系統(tǒng)，這時(shí)單套6脈波整流的工作原理不變，只是一臺(tái)整流變壓器通過(guò)y/移相使5，7，17，19次諧波相互抵消,注入系統(tǒng)的只有12k±1次特征諧波，在不增加設(shè)備的前提下，達(dá)到了最大

12、限度抑制諧波分量，減少了諧波分量對(duì)電容運(yùn)行的影響的目的。 4、供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響 當(dāng)供電電壓高于額定值的10時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110時(shí)，一般工廠的無(wú)功將增加35左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。5、電網(wǎng)頻率波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電機(jī)和變壓器的磁化無(wú)功功率造成一定的影響6、以上論述了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率

13、因數(shù)提高的一些實(shí)用方法，使低壓電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功的就地平衡，達(dá)到降損節(jié)能的效果。第三章 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆N類和特點(diǎn)由于多數(shù)中小型企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)工藝中沒(méi)有使用同步機(jī)，基本都是三相異步電機(jī)，所以采用并聯(lián)移相電容器的方式進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。 無(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及各種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 1、低壓個(gè)別補(bǔ)償（分散補(bǔ)償）低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器(即開(kāi)關(guān))。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且

14、連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。但是這種補(bǔ)償方式總的設(shè)備投資較大，且電容器在用電設(shè)備停止工作時(shí)，它也一并被切除，沒(méi)有充分利用，所以利用率不高。 2、低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，

15、使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無(wú)功補(bǔ)償中常用的手段之一。 3、高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的610kv高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。 綜合以上三種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)，目前中小型企業(yè)基本都選用第二種：低壓集中補(bǔ)償。第四章無(wú)功補(bǔ)償在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是

16、提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。一、按投切方式分類1. 延時(shí)投切方式（目前基本用此種方式） 延時(shí)投切方式即人們熟稱的"靜態(tài)"補(bǔ)償方式。這種投切依靠于傳統(tǒng)的接觸器的動(dòng)作，用于投切電容的接觸器是專用的，它具有抑制電容的涌流作用，延時(shí)投切的目的在于防止接觸器過(guò)于頻繁的動(dòng)作時(shí)，電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供

17、電系統(tǒng)振蕩，這是很危險(xiǎn)的。當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷呈感性時(shí)，如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等負(fù)載，這時(shí)電網(wǎng)的電流滯后電壓一個(gè)角度，當(dāng)負(fù)荷呈容性時(shí)，電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個(gè)角度，即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系。通過(guò)補(bǔ)償裝置的控制器檢測(cè)供電系統(tǒng)的物理量，來(lái)決定電容器的投切，這個(gè)物理量可以是功率因數(shù)或無(wú)功電流或無(wú)功功率。 下面就功率因數(shù)型舉例說(shuō)明。當(dāng)這個(gè)物理量滿足要求時(shí)，如cos超前且>，滯后且<，在這個(gè)范圍內(nèi)，此時(shí)控制器沒(méi)有控制信號(hào)發(fā)出，這時(shí)已投入的電容器組不退出，沒(méi)投入的電容器組也不投入。當(dāng)檢測(cè)到cos不滿足要求時(shí)，如cos滯后且<，那么將一組電容器投入，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)cos如還不滿足要求，

18、控制器則延時(shí)一段時(shí)間（延時(shí)時(shí)間可整定），再投入一組電容器，直到全部投入為止。當(dāng)檢測(cè)到超前信號(hào)如cos>,即呈容性載荷時(shí)，那么控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是：先投入的那組電容器組在切除時(shí)就要先切除。如果把延時(shí)時(shí)間整定為300s，而這套補(bǔ)償裝置有十路電容器組，那么全部投入的時(shí)間就為30分鐘，切除也這樣。在這段時(shí)間內(nèi)無(wú)功損失補(bǔ)償只能是逐步到位。如果將延時(shí)時(shí)間整定的很短，或沒(méi)有設(shè)定延時(shí)時(shí)間，就可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。當(dāng)控制器監(jiān)測(cè)到cos<，迅速將電容器組逐一投入，而在投入期間，此時(shí)電網(wǎng)可能已是容性負(fù)載即過(guò)補(bǔ)償了，控制器則控制電容器組逐一切除，周而復(fù)始，形成震蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。是否

19、能形成振蕩與負(fù)載的性質(zhì)有密切關(guān)系，所以說(shuō)這個(gè)參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況整定，要在保證系統(tǒng)安全的情況下，再考慮補(bǔ)償效果。2. 瞬時(shí)投切方式（目前少用） 瞬時(shí)投切方式即人們熟稱的"動(dòng)態(tài)"補(bǔ)償方式，應(yīng)該說(shuō)它是半導(dǎo)體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶，實(shí)際就是一套快速隨動(dòng)系統(tǒng)，控制器一般能在半個(gè)周波至1個(gè)周波內(nèi)完成采樣、計(jì)算，在2個(gè)周期到來(lái)時(shí)，控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號(hào)了。通過(guò)脈沖信號(hào)使晶閘管導(dǎo)通，投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個(gè)全部動(dòng)作，這種控制方式是機(jī)械動(dòng)作的接觸器類無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式作為新一代的補(bǔ)償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在很多開(kāi)關(guān)行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置且有的生

20、產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯(cuò)的裝置。當(dāng)然與國(guó)外同類產(chǎn)品相比從性能上、元器件的質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有一定的差距。 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木€路方式 (1)lc串接法原理 這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法，調(diào)節(jié)電抗以達(dá)到補(bǔ)償無(wú)功損耗的目的。從原理上分析，這種方式響應(yīng)速度快，閉環(huán)使用時(shí)，可做到無(wú)差調(diào)節(jié)，使無(wú)功損耗降為零。從元件的選擇上來(lái)說(shuō)，根據(jù)補(bǔ)償量選擇1組電容器即可，不需要再分成多路。既然有這么多的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該是非常理想的補(bǔ)償裝置了。但由于要求選用的電感量值大，要在很大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所以體積也相對(duì)較大，價(jià)格也要高一些，再加一些技術(shù)的原因，這項(xiàng)技術(shù)到目前來(lái)說(shuō)還沒(méi)有被廣泛采用或使用者很少。 作為補(bǔ)償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一

21、般都采用晶閘管，其優(yōu)點(diǎn)是選材方便，電路成熟又很經(jīng)濟(jì)。其不足之處是元件本身不能快速關(guān)斷，在意外情況下容易燒毀，所以保護(hù)措施要完善。當(dāng)解決了保護(hù)問(wèn)題，作為電容器組投切開(kāi)關(guān)應(yīng)該是較理想的器件。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)。很重要的一項(xiàng)就是要求控制器要有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，準(zhǔn)確的投切功率，還要有較高的自識(shí)別能力，這樣才能達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。 當(dāng)控制器采集到需要補(bǔ)償?shù)男盘?hào)發(fā)出一個(gè)指令（投入一組或多組電容器的指令），此時(shí)由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的電容器組也就并人線路運(yùn)行。需要強(qiáng)調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須滿足其所在相的電容器的端電壓為零，以避免涌流造成元件的損壞，半導(dǎo)體器件應(yīng)

22、該是無(wú)涌流投切。當(dāng)控制指令撤消時(shí)，觸發(fā)脈沖隨即消失，晶閘管零電流自然關(guān)斷。關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流峰值，必須由放電電阻盡快放電，以備電容器再次投入。 元器件可以選單項(xiàng)晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管，也可選適合容性負(fù)載的固態(tài)接觸器，這樣可以省去過(guò)零觸發(fā)的脈沖電路，從而簡(jiǎn)化線路，元件的耐壓及電流要合理選擇，散熱器及冷卻方式也要考慮周全。3.混合投切方式 實(shí)際上就是靜態(tài)與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)幕旌希徊糠蛛娙萜鹘M使用接觸器投切，而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但就其控制技術(shù)，目前還見(jiàn)到完善的控制軟件，該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò)如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造，比起單一的投切方式拓寬

23、了應(yīng)用范圍，節(jié)能效果更好。補(bǔ)償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補(bǔ)償效果更加細(xì)致，更為理想。還可采用分相補(bǔ)償方式，可以解決由于線路三相不平行造成的損失。 4. 在無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用方面，選擇那一種補(bǔ)償方式，還要依電網(wǎng)的狀況而定，首先對(duì)所補(bǔ)償?shù)木€路要有所了解，對(duì)于負(fù)荷較大且變化較快的工況，電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)的線路采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，節(jié)能效果明顯。對(duì)于負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)的線路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式，也可使用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。一般電焊工作時(shí)間均在幾秒鐘以上，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)也在幾秒鐘以上，而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)時(shí)間在幾十毫秒，按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內(nèi)是一個(gè)相對(duì)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置能完成這個(gè)過(guò)程。如果線路中沒(méi)有出現(xiàn)這

24、么一段相對(duì)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程并能量又有較大的變化，我們把它稱為瞬變或閃變，采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償就要出問(wèn)題并可能引發(fā)事故。 二、無(wú)功功率補(bǔ)償控制器 無(wú)功功率補(bǔ)償控制器有三種采樣方式，功率因數(shù)型、無(wú)功功率型、無(wú)功電流型。選擇那一種物理控制方式實(shí)際上就是對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償控制器的選擇?？刂破魇菬o(wú)功補(bǔ)償裝置的指揮系統(tǒng)，采樣、運(yùn)算、發(fā)出投切信號(hào)，參數(shù)設(shè)定、測(cè)量、元件保護(hù)等功能均由補(bǔ)償控制器完成。十幾年來(lái)經(jīng)歷了由分立元件-集成線路-單片機(jī)-dsp芯片一個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程，其功能也愈加完善。就國(guó)內(nèi)的總體狀況，由于市場(chǎng)的需求量很大，生產(chǎn)廠家也愈來(lái)愈多，其性能及內(nèi)在質(zhì)量差異很大，很多產(chǎn)品名不符實(shí)，在選用時(shí)需認(rèn)真對(duì)待。在選用時(shí)需要注意

25、的另一個(gè)問(wèn)題就是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的控制器其名稱均為"xxx無(wú)功功率補(bǔ)償控制器"，名稱里出現(xiàn)的"無(wú)功功率"的含義不是這臺(tái)控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產(chǎn)品的型號(hào)，而不是產(chǎn)品的名稱。1.功率因數(shù)型控制器 功率因數(shù)用cos表示，它表示有功功率在線路中所占的比例。當(dāng)cos=1時(shí)，線路中沒(méi)有無(wú)功損耗。提高功率因數(shù)以減少無(wú)功損耗是這類控制器的最終目標(biāo)。這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式，采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)。 "延時(shí)"整定：投切的延時(shí)時(shí)間，應(yīng)在10s-120s范圍內(nèi)調(diào)節(jié) "靈敏度"整定:電流靈敏度，不大于0-2a 。 投入及切除門

26、限整定，其功率因數(shù)應(yīng)能在（滯后）一（超前）范圍內(nèi)整定。 * 過(guò)壓保護(hù)設(shè)量 * 顯示設(shè)置、循環(huán)投切等功能 這種采樣方式在運(yùn)行中既要保證線路系統(tǒng)穩(wěn)定、無(wú)振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)，又要兼顧補(bǔ)償效果，這是一對(duì)矛盾，只能在現(xiàn)場(chǎng)視具體情況將參數(shù)整定在較好的狀態(tài)下工作。即使調(diào)整的較好，也無(wú)法禰補(bǔ)這種方式本身的缺陷，尤其是在線路重負(fù)荷時(shí)。舉例說(shuō)明：設(shè)定投入門限；cos=（滯后）此時(shí)線路重載荷，即使此時(shí)的無(wú)功損耗已很大，再投電容器組也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，但cos只要不小于，控制器就不會(huì)再有補(bǔ)償指令，也就不會(huì)有電容器組投入，所以這種控制方式建議不做為推薦的方式。2. 無(wú)功功率（無(wú)功電流）型控制器 無(wú)功功率（無(wú)功電流）型的控制器較

27、完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的無(wú)功型控制器是智能化的，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測(cè)及補(bǔ)償效果，并能對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行完善的保護(hù)及檢測(cè)，這類控制器一般都具有以下功能： * 四象限操作、自動(dòng)、手動(dòng)切換、自識(shí)別各路電容器組的功率、根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)切換時(shí)間、諧波過(guò)壓報(bào)警及保護(hù)、線路諧振報(bào)警、過(guò)電壓保護(hù)、線路低電流報(bào)警、電壓、電流畸變率測(cè)量、顯示電容器功率、顯示cos、u、i、s、p、q及頻率。 由以上功能就可以看出其控制功能的完備，由于是無(wú)功型的控制器，也就將補(bǔ)償裝置的效果發(fā)揮得淋漓盡致。如線路在重負(fù)荷時(shí)，那怕cos已達(dá)到（滯后），只要再投一組電容器不發(fā)生過(guò)補(bǔ)，也還會(huì)再投入一組

28、電容器，使補(bǔ)償效果達(dá)到最佳的狀態(tài)。采用dsp芯片的控制器，運(yùn)算速度大幅度提高，使得富里葉變換得到實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，不是所有的無(wú)功型控制器都有這么完備的功能。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品相對(duì)于國(guó)外的產(chǎn)品還存在一定的差距。3. 用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破?對(duì)于這種控制器要求就更高了，一般是與觸發(fā)脈沖形成電路一并考慮的，要求控制器抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，更重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。由于這類控制器也都基于無(wú)功型，所以它具備靜態(tài)無(wú)功型的特點(diǎn)。 目前，國(guó)內(nèi)用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破?，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比有較大的差距，一是在動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間上較慢，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間重復(fù)性不好；二是補(bǔ)償功率不能一步到位，沖擊電流過(guò)大，系統(tǒng)特性容易漂移，維護(hù)成本高

29、、造成設(shè)備整體投資費(fèi)用高。另外，相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也尚未見(jiàn)到，這方面落后于發(fā)展。 三、濾波補(bǔ)償系統(tǒng) 由于現(xiàn)代半導(dǎo)體器件應(yīng)用愈來(lái)愈普遍，功率也更大，但它的負(fù)面影響就是產(chǎn)生很大的非正弦電流。使電網(wǎng)的諧波電壓升高，畸變率增大，電網(wǎng)供電質(zhì)量變壞。 如果供電線路上有較大的諧波電壓，尤其5次以上，這些諧波將被補(bǔ)償裝置放大。電容器組與線路串聯(lián)諧振，使線路上的電壓、電流畸變率增大，還有可能造成設(shè)備損壞，再這種情況下補(bǔ)償裝置是不可使用的。最好的解決方法就是在電容器組串接電抗器來(lái)組成諧波濾波器。濾波器的設(shè)計(jì)要使在工頻情況下呈容性，以對(duì)線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)于諧波則為感性負(fù)載，以吸收部分諧波電流，改善線路的畸變率。增加電

30、抗器后，要考慮電容端電壓升高的問(wèn)題。 濾波補(bǔ)償裝置即補(bǔ)償了無(wú)功損耗又改善了線路質(zhì)量，雖然成本提高較多，但對(duì)于諧波成分較大的線路還是應(yīng)盡量考慮采用，不能認(rèn)為裝置一時(shí)不出問(wèn)題就認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題存在。很多情況下，采用五次、七次、十一次或高通濾波器可以在補(bǔ)償無(wú)功功率的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行消除。 無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置由控制器、晶閘管、并聯(lián)電容器、電抗器、過(guò)零觸發(fā)模塊、放電保護(hù)器件等組成。裝置實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量負(fù)荷的電壓、電流、無(wú)功功率和功率因數(shù)，通過(guò)微機(jī)進(jìn)行分析，計(jì)算出無(wú)功功率并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量并發(fā)出指令，由過(guò)零觸發(fā)模塊判斷雙向可控

31、硅的導(dǎo)通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)沖擊地投入并聯(lián)電容器組。無(wú)功補(bǔ)償常出現(xiàn)的問(wèn)題 1、電容器損壞頻繁。 2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運(yùn)行中常發(fā)生熔斷。 3、電容器組經(jīng)常投入使用率低。 針對(duì)以上問(wèn)題，我們認(rèn)為有必要進(jìn)行專題研究，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行綜合整治，以達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備使用化運(yùn)行，提高電網(wǎng)電壓無(wú)功質(zhì)量和電能合格率。針對(duì)上述情況我們分析可能存在的原因如下： 1、電容器損壞主要原因由于在選擇電壓等級(jí)時(shí)沒(méi)有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級(jí)偏低，長(zhǎng)期運(yùn)行電容器將容易損壞。 2、電容器外熔斷器經(jīng)常發(fā)生熔斷，主要是合閘涌流對(duì)熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的，或是不同電抗率組別的電容器組

32、投切順序不當(dāng)所致。 電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選擇及分配不當(dāng)造成的。 第五章、智能無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器使用說(shuō)明一、jkf 系列無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器智能無(wú)功補(bǔ)償控制器采用高性能的單片微處理器、全數(shù)字化設(shè)計(jì)，軟、硬件模塊化處理，電磁兼容設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單?？刂破魍ㄟ^(guò)測(cè)量同一相電壓和電流，從而計(jì)算出系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率，功率因數(shù)等參數(shù)，根據(jù)負(fù)荷情況對(duì)電容器組進(jìn)行投切控制（可實(shí)現(xiàn)編碼補(bǔ)償），補(bǔ)償無(wú)功，減少電能損耗。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類中小型企業(yè)。1、主要功能1）顯示：顯示系統(tǒng)功率因數(shù)，電容器的循環(huán)投切次數(shù)、電網(wǎng)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)。

33、2）通訊：可通過(guò)rs232或rs485通訊口，與就地的計(jì)算機(jī)設(shè)備通訊或組網(wǎng)與遠(yuǎn)程，允許連接開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用modbus通訊規(guī)約，在pc或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件，能提供一個(gè)對(duì)于工廠、電廠、工業(yè)和建筑物的服務(wù)的簡(jiǎn)單、實(shí)用的電參數(shù)管理方案。3) 參數(shù)設(shè)置：基本功能采用無(wú)功功率、功率因數(shù)復(fù)合控制，全負(fù)荷范圍運(yùn)行穩(wěn)定可靠。具有自動(dòng)認(rèn)相功能。自動(dòng)鎖定取樣電壓，電流的同名端。自動(dòng)檢測(cè)每路電容的無(wú)功量，亦可設(shè)置最小投入電容量；確保低負(fù)荷時(shí)可靠投入，無(wú)振蕩。同時(shí)對(duì)過(guò)電壓值、目標(biāo)功率因數(shù)、投入門限值、延時(shí)時(shí)間、電容值、控制路數(shù)和電流的變比值都可進(jìn)行設(shè)定。4) 上電自檢復(fù)歸和看門狗：使控制器在運(yùn)行時(shí)不會(huì)

34、死機(jī)，適合全年不間斷運(yùn)行。5) 記憶：使用專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，經(jīng)修改后的參數(shù)在掉電時(shí)仍能保持記。6) 過(guò)壓和超高壓保護(hù)：當(dāng)電壓超過(guò)電壓門限時(shí)，控制器能快速切除所有的電容器組并不再投。7) 超低負(fù)荷閉鎖：小電流時(shí)閉鎖輸出，不投切；在無(wú)電流或ct斷線時(shí)控制器退出運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模糊控制。8) 軟件校正：通過(guò)通訊口，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)校正，方便快捷，多臺(tái)同時(shí)校驗(yàn)。監(jiān)測(cè)配套軟件，可以在線實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并做曲線分析。9) 自動(dòng)識(shí)別取樣電流極性，因此無(wú)須考慮接入控制器電流的方向； 實(shí)行先投先切，后投后切循環(huán)的工作方式，可以大幅延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間；也可按編碼投切，實(shí)現(xiàn)精補(bǔ)。 10）基本參數(shù):工作電壓 交流 50hz 220

35、v電流取樣輸入 交流 50hz 5a輸出容量 交流 220v 10a或380v 5a使用條件：電壓波動(dòng)范圍不大于 ±20%2、 接線注意1）取樣電壓us必須接交流電壓220v。2）取樣電流 is 必須取至電流總線（低壓配電室進(jìn)線柜電流互感器二次側(cè)），不得取至電容屏。3）當(dāng)取樣電壓 us 為 220v 時(shí)，us 必須與取樣電流 is 同相。當(dāng)取樣電壓us為 380v 時(shí)， is必須接非取樣電流相的電流（若電壓us取a、c相線電壓時(shí)，電流應(yīng)取b相電流。4）分相補(bǔ)償控制器接線嚴(yán)格按標(biāo)記相位連接。5） 設(shè)定 ：   本機(jī)在出廠時(shí)已設(shè)

36、定各控制參數(shù)，為防止誤調(diào)整，需將控制器后部的修改設(shè)置開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，才能重新設(shè)置數(shù)據(jù)。按鍵，選擇需重設(shè)的參數(shù)（對(duì)應(yīng)小燈亮），按或鍵設(shè)置新參數(shù)。（1）過(guò)壓：按取樣電壓設(shè)置過(guò)壓保護(hù)值(一般設(shè)定為250v)，欠壓保護(hù)值自動(dòng)設(shè)置在過(guò)壓保護(hù)值的 70%（即：175v）。（2）變比：準(zhǔn)確的電流互感器變比，例如：互感器 200 / 5 時(shí)設(shè)為 40（關(guān)健根據(jù)進(jìn)線柜ct設(shè)置）。（3）容量：設(shè)置單組電容的最小電容量，單位為 kvar 。設(shè)置為 0 時(shí)，按自動(dòng)檢測(cè)模式運(yùn)行。（4）投入或切除門限設(shè)定：功率因數(shù)補(bǔ)償應(yīng)在小于(滯后)投入電容器，大于(超前)切除電容器。（5）投切延時(shí)：延時(shí)時(shí)間10s100s可調(diào)欠電流封鎖 3%

37、 015%可調(diào)路數(shù)：如本機(jī)為 12 路輸出，可在 112 范圍內(nèi)任選路數(shù)，選設(shè) 8，則為 8 路輸出，余類推。 分相補(bǔ)償控制器按三相平衡的原則，用以上方法一次設(shè)定。參數(shù)設(shè)定完畢 15 秒后，自動(dòng)運(yùn)行顯示燈亮，3、智能控制器操作程序 智能控制器恢復(fù)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，合上修改設(shè)置開(kāi)關(guān)，全部設(shè)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，斷電后仍保留。 .手動(dòng)操作 ：按鍵，使手動(dòng)燈亮，按、鍵，手動(dòng)投、切電容。在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，面板投入、切除燈同時(shí)閃亮給予提示，不能自動(dòng)返回自動(dòng)狀態(tài)分相補(bǔ)償控制器，按鍵，使對(duì)應(yīng)相位燈亮，對(duì)該相電容手動(dòng)投切。三個(gè)相位燈同時(shí)亮?xí)r，對(duì)共補(bǔ)部分的電容手動(dòng)投切。 

38、; 查詢:在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，按鍵，先顯示電容投切循環(huán)次數(shù)，后顯示電壓。再按鍵顯示有功功率的代號(hào) p 及 kw 數(shù)。按鍵，先顯示變比，后顯示電流。再按鍵顯示無(wú)功功率的代號(hào) q 及 kvar 數(shù)，停止按鍵 15 秒后返回自動(dòng)運(yùn)行。分相補(bǔ)償?shù)目刂破鳎存I，使對(duì)應(yīng)的相位指示燈亮，顯示該相的功率因數(shù)，并可查詢?cè)撓嗟膮?shù)。 低無(wú)功狀態(tài)    “低無(wú)功”燈亮?xí)r，表示負(fù)載無(wú)功功率小于一組電容的補(bǔ)償量，為防止投切振蕩，功率因數(shù)較低也不會(huì)投入補(bǔ)償電容。系統(tǒng)故障的排除    因一些容易忽視的接線錯(cuò)誤，會(huì)造成整個(gè)電容補(bǔ)償系統(tǒng)不能正

39、常運(yùn)行。4、安裝調(diào)試控制器在出廠時(shí)已按一般用戶要求整定控制參數(shù)，不必再整。如用戶有特殊要求可事先聯(lián)系。接入220v電源，自檢開(kāi)關(guān)按在“自檢”檔，數(shù)碼顯示“控制器應(yīng)能循環(huán)投切。自檢開(kāi)關(guān)撥在“運(yùn)行”檔，電流信號(hào)未接入或接觸不良，電壓信號(hào)失真情況下，將顯示“i”或“v”等信號(hào)，提示用戶排除故障。在負(fù)荷低于整定值3%時(shí)，為防止投入后過(guò)補(bǔ)償引起振蕩，電容器不投入是正常的。交流接觸器公共連接線接n線時(shí)，交流接觸器的線卷電壓為220v，接c線則為380v。上電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，自檢開(kāi)關(guān)必須撥到“運(yùn)行”檔。5、常見(jiàn)故障現(xiàn)象及檢查排除方法 顯示“00 ”，應(yīng)作以下判斷：負(fù)載電流小于取樣電流互感器原邊值的 2% 時(shí)，是正

40、常的。大于 2% 時(shí)，測(cè)量控制器電流取樣is 端電流，所測(cè)電流小于 100 ma ， 可能是取樣電流回路沒(méi)有連通，或并聯(lián)了其它儀表，應(yīng)改為串聯(lián)。 隨著補(bǔ)償電容的投入，控制器顯示 cos 值變化不正常，應(yīng)查取樣電流信號(hào) is 和取樣電壓信號(hào) us 的相位。用萬(wàn)用表交流 500v檔，將一支表筆接觸取樣電流互感器所在的母排，另一支表筆接觸控制器的 us 端，如兩點(diǎn)電壓為零即 us 與 is 同相，判斷清楚相位后,按要求連接。 隨著補(bǔ)償電容的投入，控制器上 cos 指示幾乎不變化，出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)檢查取樣電流互感器，使取樣電流=負(fù)載電流電容電流。不便判斷問(wèn)題出在控制器還是出在外接線路時(shí)，可換

41、一臺(tái)控制器，如出現(xiàn)相同的故障現(xiàn)象，請(qǐng)您務(wù)必按以上提示檢查外接線路。6、jkf型無(wú)功補(bǔ)償控制電路圖二、諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響及消除措施諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的影響由于可控硅（整流、調(diào)壓、變頻）、計(jì)算機(jī)、氣體放電燈、微波爐等設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使高次諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響也愈來(lái)愈大，諧波能使變壓器，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而降低出率，也能使線路過(guò)載發(fā)熱，自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘，不能正常運(yùn)行，甚至引起火災(zāi)。對(duì)電力設(shè)備而言，受影響最大的就是補(bǔ)償電容器。眾所周知，電容器的容 值（與電壓的頻率（f）成反比，在高次諧波電壓作用下，電容器n次諧波容抗是基波容抗值的幾分之一，即使諧波電壓值不高，也可產(chǎn)生顯著的諧波電流，造成電容器過(guò)電流。但更多的情

42、況是投入電容器時(shí)，沖擊電流比沒(méi)有諧波時(shí)的沖擊電流更大，加速了電容器的損壞。如何消除諧波對(duì)電容器的不利影響為了消除諧波對(duì)電容器的不利影響，當(dāng)電容器裝置附近有高次諧波含量超過(guò)規(guī)定允許值時(shí)，應(yīng)在回路中設(shè)置抑制諧波的串聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器感抗值的選擇，應(yīng)使電容器和電抗器串聯(lián)回路對(duì)電網(wǎng)中含量最高的諧波而言成為感性回路而不是容性回路，以消除產(chǎn)生諧波振蕩的可能。為防止可能出現(xiàn)鐵磁諧振，一般宜采用無(wú)鐵芯電抗器。串聯(lián)電抗器的額定電流應(yīng)稍大于電容器的額定電流，電抗器的電壓也應(yīng)稍大于電容器的額定電壓。同時(shí)在電容器合閘時(shí)，暫態(tài)沖擊電流很大，可達(dá)到其額定電流的37倍，但衰減很快（12毫秒）。當(dāng)采用熔斷器保護(hù)時(shí)，必須使其

43、在合閘沖擊電流作用下，熔斷器不熔斷。當(dāng)采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)時(shí)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣器不跳閘。三、電容器的選擇與保護(hù)主要運(yùn)行參數(shù)： (1)容差：標(biāo)稱容量的0+15%，相間不平衡不大于108%。(2)試驗(yàn)電壓：相間倍額定電壓，10秒；相地間 3000伏，10秒。(3)過(guò)負(fù)荷：允許過(guò)電壓：不大于倍額定電壓。允許過(guò)電流：不大于倍額定電流。(4)放電：斷電后，1分鐘內(nèi)使放電至50伏以下。電容器放電電阻的計(jì)算根據(jù)供電安全的要求，電容器要在停電后放電，以免由于電容器上的殘存電荷造成較高電壓，使接觸者觸電。電容器組應(yīng)裝設(shè)放電裝置，使電容器組兩端的電壓從峰值（倍額定電壓）降至50v所需時(shí)間，高壓電容器不應(yīng)大于5min，低壓

44、電容器不應(yīng)大于1min。低壓電容器一般均采用電阻放電。電容器的保護(hù)電容器一般設(shè)過(guò)載保護(hù)，短路保護(hù)，過(guò)電壓保護(hù)。（1）過(guò)載保護(hù)電容器是一個(gè)容抗，它本身沒(méi)有過(guò)載問(wèn)題。我們所說(shuō)的過(guò)載是由電壓升高和網(wǎng)絡(luò)里存在高次諧波而引起。目前國(guó)內(nèi)多用熱繼電器做保護(hù)元件。熱繼電器的整定:（按倍額定電流，5至20分鐘時(shí)間計(jì)算）。如果用自動(dòng)開(kāi)關(guān)做保護(hù)元件時(shí)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)元件也是按上式計(jì)算。（2）短路保護(hù)如果用熔斷器保護(hù)，熔體電流一般為電容器額定電流的2倍。如果用自動(dòng)開(kāi)關(guān)的電磁脫扣器保護(hù)，電磁脫扣器的整定電流不應(yīng)小于自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣器額定電流的10倍。熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)的分析能力，應(yīng)大于安裝位置的短路電流。（3）過(guò)電壓保護(hù)電容器允

45、許過(guò)電壓為倍額定電壓（每24小時(shí)中8小時(shí)），一般選用 型低壓金屬氧化物避雷器。切換電容器用的接觸器切換電容器需用使用類別代號(hào)為ac-6b專用接觸器。這種接觸器由普通接觸器和抑制涌流（輔助觸點(diǎn)和電阻）兩部分組成。其結(jié)構(gòu)型式為直動(dòng)式，立體布置雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)。六只電阻分別接于接觸器，三對(duì)主觸頭和三對(duì)限制涌流輔助觸頭之間。當(dāng)接觸器線卷通電磁系統(tǒng)工作時(shí)，抑制涌流輔助觸頭先閉合，電流經(jīng)電阻流入電容器，使涌流受到限制（一般限涌流能力為20倍接觸器的額定電流）。數(shù)毫秒后，主觸頭閉合，短接了電阻，使接觸器正常運(yùn)行。當(dāng)接觸器線卷斷電時(shí)，主觸頭先斷開(kāi)，抑制涌流輔助觸頭后斷開(kāi)，在這一瞬間，電阻還可以抑制開(kāi)斷時(shí)的過(guò)電壓。在

46、設(shè)計(jì)時(shí)，切換電容器一般選用cjx2c、bc、cj19b系列專用接觸器。根據(jù)國(guó)標(biāo)gb50053-94第條“電容器裝置的開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)體等載流部分的長(zhǎng)期允許電流，高壓電容器不應(yīng)小于電容器額定電流的倍，低壓電容器不應(yīng)小于電容器額定電流的倍”的規(guī)定。切換電容器接觸器的額定電流應(yīng)小于電容器定額電流的倍。第六章、低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則一、低壓供配電系統(tǒng)無(wú)功功率的補(bǔ)償1為什么要對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償 眾所周知，由于交流感應(yīng)電機(jī)和各種氣體放電燈的廣泛應(yīng)用，低壓供配電系統(tǒng)中存在大量的無(wú)功功率。使低壓網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)很低。如果不采取有效措施對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，是既不合理又不經(jīng)濟(jì)。這是因

47、為：（1）由于大量的無(wú)功負(fù)荷得不到補(bǔ)償，網(wǎng)絡(luò)中存在大量的無(wú)功感性電流，使系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路截面得不到有效的充分利用。（2）使系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路上的有功損耗增大。（3）使線路上的電壓降和電壓波動(dòng)增大，因而降低了供電電壓的質(zhì)量，減小了功率的輸出。由于上述原因，應(yīng)對(duì)低壓供配電系統(tǒng)中的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。在電容器中，電流近似超前電壓90°，故電容器的功率可視為純無(wú)功功率。電容器的這一性質(zhì)，被廣泛用來(lái)改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。其方法，就是把電容器并聯(lián)到感性負(fù)載系統(tǒng)上。2并聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑硐到y(tǒng)的負(fù)荷可視為具有集中參數(shù)為電感l(wèi)和電阻r的串聯(lián)電路。當(dāng)沒(méi)有電容器補(bǔ)償時(shí)，電網(wǎng)供給負(fù)荷的電流為i1，其滯后電壓

48、u的相位角為1（見(jiàn)圖1-2）。i1可分解兩個(gè)分量：一個(gè)是與電壓u同相位的ia（有功電流），另一個(gè)是滯后電壓u90°的il1（無(wú)功電流）。有功電流ia與電壓u的乘積（pa=uia=ui1cos1）就是負(fù)荷從電網(wǎng)吸收的有功功率；無(wú)功電流il1與電壓u的乘積（pl=uil1=ui1sin）就是負(fù)荷從電網(wǎng)吸收的無(wú)功功率。負(fù)荷從電網(wǎng)吸收的總功率（視在功率） s=。由圖1-2可以看出1越大，功率因數(shù)cos1越低，負(fù)荷從電網(wǎng)吸收的無(wú)功功率pl也越大。如果在負(fù)荷兩端并聯(lián)電容器c之后，電容器支路的電流ic超前電壓90°，電源供給的電i2是負(fù)荷和電容器兩個(gè)支路電流之和（i2=i1+ic），而負(fù)

49、荷電流i1的無(wú)功分量il1和ic相位正好相差180°，所以il和ic在數(shù)量上是相減。這樣就把負(fù)荷的無(wú)功電流補(bǔ)償了。補(bǔ)償后的無(wú)功電流為il2=il1+ic，功率因數(shù)角為2。3補(bǔ)償方式對(duì)低壓網(wǎng)絡(luò)而言，分集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償。集中補(bǔ)償：對(duì)用電設(shè)備分散而且單臺(tái)容量不大，一般采用集中補(bǔ)償。通常選用成套的無(wú)功功率補(bǔ)償柜與其他的低壓配電柜成排安裝在低壓配電室內(nèi)。就地補(bǔ)償：有下列情況之一的可采用就地補(bǔ)償。（1）對(duì)單臺(tái)設(shè)備容量較大（15kw以上）、供電線路較長(zhǎng)的長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)水泵等用電負(fù)荷可采用tbbx無(wú)功就地補(bǔ)償裝置。（2）對(duì)采用動(dòng)力變壓器供電（未采用專用變壓器供電）的容量較大的工頻感應(yīng)電爐，應(yīng)采

50、用就地補(bǔ)償方式進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。（3）大功率的氣體放電燈，一般都采用就地補(bǔ)償，電容器和鎮(zhèn)流器安裝在一個(gè)小箱內(nèi)，一般與燈具成套供貨，電容器鎮(zhèn)流器箱需安裝在燈具處。二、補(bǔ)償容量的計(jì)算1補(bǔ)償后功率因數(shù)值的確定對(duì)一般的供配電而言，要求補(bǔ)償后cos值是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。如果要求補(bǔ)償后的cos值為1，這時(shí)電容器需要的容量增加的非常快，必將增加電容器的投資。反之，如果補(bǔ)償后的cos值取的太小，雖然減少了電容器的投資，因網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功電流的增大，必使電能損耗增加，也可能引起載流導(dǎo)體截面的增大，開(kāi)關(guān)容量和供電設(shè)備容量的增大，從而也可能增加投資。因此補(bǔ)償后的cos值定為多大合適，需經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能得出正確的結(jié)論

51、。由于電容器制造技術(shù)的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電容器體積小、重量輕、價(jià)格也低，在一般情況下，補(bǔ)償后的cos值不應(yīng)低于。對(duì)工頻感應(yīng)電爐而言，補(bǔ)償后的cos值有其特殊的要求。如采用電容器電抗器做相平衡的單相電爐，補(bǔ)償后cos值應(yīng)為1；對(duì)v形接線的兩相電爐，超前相的cos值應(yīng)補(bǔ)償?shù)匠?，滯后相的cos值應(yīng)補(bǔ)到滯后。2補(bǔ)償電容器容量的計(jì)算如果已知負(fù)荷的有功功率p和補(bǔ)償前的功率因數(shù)cos1，現(xiàn)將功率因數(shù)提高到cos2，所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率q可查下表計(jì)算：補(bǔ)償電容容量計(jì)算表：功率因數(shù)由cos1補(bǔ)償?shù)絚os2，每1kw有功功率時(shí)所需用補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償容量(kvar )計(jì)算對(duì)照表。為了快速計(jì)算出電容器所需要的無(wú)功功

52、率，可查上表。表中左起縱列第一項(xiàng)為補(bǔ)償前的及其相應(yīng)的值，上面橫列為補(bǔ)償后所要求達(dá)到的及其相應(yīng)的值。其余欄里為將提高到時(shí)1千瓦有功功率所需要的無(wú)功功率。例題1：某車間變壓器的負(fù)荷計(jì)算，其有功功率為768千瓦，自然功率因數(shù)=。要求經(jīng)電容器補(bǔ)償后功率因數(shù)，求所需電容器的無(wú)功容量？題解：當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)綍r(shí)：從附表1中查出，1千瓦有功功率所需的無(wú)功功率為千瓦。所需無(wú)功總?cè)萘繛閝=768×=千瓦。 三、電容器的控制設(shè)備無(wú)功功率補(bǔ)償控制器（以下簡(jiǎn)稱為控制器）和接觸器，是無(wú)功補(bǔ)償柜中的主要控制設(shè)備。現(xiàn)介紹如下：1控制器控制器是低壓補(bǔ)償柜中的專用儀器。目前智能型控制器得到廣泛的使用。單片機(jī)是控制器的核

53、心。備有精練的硬件和豐富的軟件。具有工作穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、功耗低等特點(diǎn)?，F(xiàn)以jkg系列智能型控制器為例，作如下介紹。（1）功能特點(diǎn)（a）采用功率因數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，用戶無(wú)需考慮采樣輸入極性，使全負(fù)荷范圍控制精確。（b）抗干擾能力特強(qiáng)，能抵御電源直接輸入的幅值2000伏的干擾脈沖。（c）輸出電路采用先接通的先分?jǐn)唷⑾确謹(jǐn)嗟南冉油ǖ难h(huán)方式。（d）有超低負(fù)荷判斷、顯示、封鎖功能、防止振蕩。（e）有過(guò)電壓顯示、判斷并快速逐級(jí)切除補(bǔ)償電容器的功能，分?jǐn)鄷r(shí)間小于1分鐘。（f）對(duì)電網(wǎng)過(guò)補(bǔ)償，欠補(bǔ)償情況都能顯示并自動(dòng)作出相應(yīng)處理。（g）具有故障自診斷功能。（2）使用環(huán)境條件（a）環(huán)境溫度不超過(guò)

54、40，不低于-5。項(xiàng)原則 （f）電壓波動(dòng)范圍不大于±15%。（3）技術(shù)參數(shù)（a）控制器整定值和可調(diào)范圍投入門限 滯后切除門限 超前過(guò)電壓保護(hù) 250v 245v255v可調(diào)欠電流封鎖 3% 015%可調(diào)延時(shí)時(shí)間 10s 10s100s可調(diào)（b）基本參數(shù)工作電壓 交流 50hz 220v電流取樣輸入 交流 50hz 5a輸出容量 交流 220v 10a或380v 5a輸出方式 組循環(huán)投切工作方式 連續(xù)（4）安裝調(diào)試（a）控制器在出廠時(shí)已按一般用戶要求整定控制參數(shù)，不必再整。如用戶有特殊要求可事先聯(lián)系。（b）接入220v電源，自檢開(kāi)關(guān)按在“自檢”檔，數(shù)碼顯示“控制器應(yīng)能循環(huán)投切。（c）自

55、檢開(kāi)關(guān)撥在“運(yùn)行”檔，電流信號(hào)未接入或接觸不良，電壓信號(hào)失真情況下，將顯示“i”或“v”等信號(hào)，提示用戶排除故障。（d）在負(fù)荷低于整定值3%時(shí)，為防止投入后過(guò)補(bǔ)償引起振蕩，電容器不投入是正常的。（5）接線方式和接線須知：（a）取樣電壓us必須接交流電壓220v。（b）取樣電流is必須取自總進(jìn)線柜電流互感器，不得取自電容器柜的電流到感器。（c）取樣電壓us與取樣電流is必須是同相電源。（d）交流接觸器公共連接線接n線時(shí)，交流接觸器的線卷電壓為220v，接c線則為380v。(e)上電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，自檢開(kāi)關(guān)必須撥到“運(yùn)行”檔。平共處五項(xiàng)原則 2切換電容器的接觸器切換電容器需用使用類別代號(hào)為ac-6b專用

56、接觸器。這種接觸器由普通接觸器和抑制涌流（輔助觸點(diǎn)和電阻）兩部分組成。其結(jié)構(gòu)型式為直動(dòng)式，立體布置雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)。六只電阻分別接于接觸器，三對(duì)主觸頭和三對(duì)限制涌流輔助觸頭之間。當(dāng)接觸器線卷通電磁系統(tǒng)工作時(shí)，抑制涌流輔助觸頭先閉合，電流經(jīng)電阻流入電容器，使涌流受到限制（一般限涌流能力為20倍接觸器的額定電流）。數(shù)毫秒后，主觸頭閉合，短接了電阻，使接觸器正常運(yùn)行。當(dāng)接觸器線卷斷電時(shí)，主觸頭先斷開(kāi)，抑制涌流輔助觸頭后斷開(kāi)，在這一瞬間，電阻還可以抑制開(kāi)斷時(shí)的過(guò)電壓。在設(shè)計(jì)時(shí)，切換電容器一般選用cjx2c、bc、cj19b系列專用接觸器。第七章、dbk-6無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器dbk-6無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制

57、器，采用單片機(jī)技術(shù)，依據(jù)jb/t9663國(guó)家最新專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 它能根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功電流的大小及性質(zhì)， 對(duì)電容器組進(jìn)行自動(dòng)投切控制 , 并能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示電網(wǎng)的多項(xiàng)參數(shù)及控制器的工作狀態(tài)， 從而方便了用電管理、提高了功率因數(shù)、降低了電能損耗、改善了電壓質(zhì)量、擴(kuò)大了供用電設(shè)備的利用率。 該控制器廣泛適用于不同工作現(xiàn)場(chǎng)的低壓無(wú)功功率補(bǔ)償控制，可與各型號(hào)低壓補(bǔ)償（箱）屏配套使用。產(chǎn)品特點(diǎn)：分別設(shè)定“投入”和“切除”門限，具有“控制路數(shù)”設(shè)置和電壓、電流顯示；取樣電流信號(hào)的相序自動(dòng)鑒別和轉(zhuǎn)換。主要性能：自行整定投入門限，滿量程跟蹤補(bǔ)償，無(wú)投切振蕩；用戶可自行整定投入/切除門限、延時(shí)時(shí)間、過(guò)壓門限、欠流門限等參數(shù)，直觀顯示各項(xiàng)預(yù)置參數(shù)；連續(xù)工作、循環(huán)投切、自動(dòng)手動(dòng)投切；通過(guò)面板鍵盤操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或手動(dòng)控制。 3、技術(shù)參數(shù)：工作電壓：380v ± 20%取樣電流：05a（電流取樣互感器二次側(cè)）靈 敏 度：50ma（控制器最小取樣電流）投入門限： 可調(diào)；步長(zhǎng) ；出廠預(yù)置 切除門限：滯后 超前可調(diào)；步長(zhǎng) ；出廠預(yù)置 延時(shí)預(yù)置：1100s可調(diào)；步長(zhǎng) 1s；出廠預(yù)置 30s過(guò)壓預(yù)置：400440v可調(diào)；步長(zhǎng) 5v；出廠預(yù)置 425v欠流 預(yù)置：50600ma可調(diào)；步長(zhǎng) 50ma；出廠預(yù)置 100ma路數(shù)預(yù)置：2、