電容補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)選用

1、(下 轉(zhuǎn) 第 77頁(yè) 廣西輕工業(yè)GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY機(jī)械 與 電 氣2011年 8月 第 8期 (總第 153期 【 作者簡(jiǎn)介 】 孟科 (1976- , 男 , 安 徽蚌埠 人 , 工程師, 研究方向:電 網(wǎng) 諧 波 治 理與 電容 補(bǔ) 償 。1引 言電 容 補(bǔ) 償 裝 置 幾 乎 是 所 有 工 程 中 都 要用 到 的 電 氣 設(shè)備 , 隨 著 現(xiàn) 代 化 工 程 建 設(shè) 的進(jìn)展, 配電系 統(tǒng)中 非 線 性 負(fù) 載 的廣 泛 使 用, 產(chǎn)生的大 量 諧 波 電 流 和 無(wú)功 電 流 注入 電 網(wǎng) , 導(dǎo)致 配電系 統(tǒng) 供 電電壓 和 電 流

2、的 嚴(yán) 重 畸 變 , 威脅 電 網(wǎng) 的 安 全 運(yùn) 行和 電 氣 設(shè)備 的正 常 使 用, 尤 其 對(duì) 配電系 統(tǒng)中的 無(wú)功功 率 補(bǔ) 償 系 統(tǒng) 造 成 嚴(yán) 重 的 損 害 , 輕者 電 容 器 組 使 用 壽命 大大 縮 減 , 重 者 電 容 器 柜 發(fā)生 爆炸 , 危 急 整個(gè)配電系 統(tǒng)的 安 全 運(yùn) 行 。 因此 電 容 補(bǔ) 償 裝 置 選 擇 是 電 氣 設(shè) 計(jì) 師 應(yīng) 掌握 的 知 識(shí) 和技 能 , 合理 選 用 電 容 補(bǔ) 償 裝 置 應(yīng) 從 補(bǔ) 償 容 量 與 補(bǔ) 償 方 案 的 選 擇 綜合 考 慮 設(shè) 計(jì) , 現(xiàn) 就根據(jù) 多 年的 設(shè) 計(jì) 及 現(xiàn) 場(chǎng) 事 故 分 析 經(jīng)

3、驗(yàn) 對(duì) 如 何 合理 選 擇 電 容 補(bǔ) 償 裝 置 作 如 下 探討 。2補(bǔ)償 容量的 選 擇我國(guó) 供 電 營(yíng) 業(yè)規(guī) 則 規(guī) 定:容 量 在 100kVA 及 以 上 高 壓 供 電 的 客 戶 , 最大 負(fù) 荷 時(shí) 的 功 率 因 數(shù) 不 得 低 于 0.9, 如 達(dá) 不 到 要 求, 則必 須 進(jìn)行 無(wú)功 補(bǔ) 償 。 而 一 般 情況 下 , 由 于用 戶 的大 量 負(fù) 荷 均 為 感 性 負(fù) 荷 , 使 得 功 率 因 數(shù) 偏 低 , 達(dá) 不 到 上述 要求, 因此 需要 采 用 無(wú)功 補(bǔ) 償 措 施 來(lái) 提高 功 率 因 數(shù) 。 圖 1所 示 為 功 率 因 數(shù) 提 高與 無(wú)功功 率

4、 和 視 在 功 率 變化 的 關(guān) 系(有 功功 率 固 定 不 變 條件 下 。 當(dāng) 功 率 因 數(shù)由 cos 1提高 到 cos 2時(shí) , 無(wú)功功 率 Q c1和 視 在 功 率 S c1將分 別減 小 為 Q c2和 S c2(P c 不 變 條件 下 , 從 而使 負(fù) 荷 電 流 相 應(yīng)減少 。 這 就 可使 供 電系 統(tǒng)的 電能 損 耗 和 電壓 損失 降 低 , 并 可 選 用 較 小 容 量 的 電 力 變 壓 器 、 開(kāi) 關(guān) 設(shè)備 和 較 小 截 面 的 電 線 電 纜 , 減 小 投 資 和 節(jié) 約 有 色 金 屬 。 要 使 功 率 因 數(shù)由 cos 1提高 到 cos 2

5、, 通 常 需 設(shè)置 人 工 補(bǔ) 償 裝 置 。 由 圖 1可 知 , 最大 負(fù) 荷 時(shí) 的 無(wú)功 補(bǔ) 償 容 量 Q N 應(yīng) 為 :Q N =Qc 1-Q c 2=Pc (tan 1-tan 2 。 按 此 公式計(jì)算 出 的 無(wú)功 補(bǔ) 償 容 量 為最大 負(fù) 荷 時(shí)所 需的 容 量 , 當(dāng) 負(fù) 荷 減少時(shí) , 補(bǔ) 償 容 量也 應(yīng) 相 應(yīng) 減少 , 以 免 造 成 過(guò) 補(bǔ) 償 。 因此 , 無(wú)功 補(bǔ) 償 裝 置 通 常 裝 設(shè) 無(wú)功功 率自 動(dòng) 補(bǔ) 償 控 制 器 , 針 對(duì) 預(yù) 先 設(shè)定 的 功 率 因 數(shù)目 標(biāo)值 , 根據(jù) 負(fù) 荷 的 變化 投 切 電 容 器 組 數(shù) , 使 瞬 時(shí) 功

6、 率 因 數(shù) 滿足 要求 。如 某 10kV 變 電 所 低 壓 側(cè) (0.38kV 的 計(jì) 算 負(fù) 荷 為 800kW +580kvar 。 若 欲 使 低 壓側(cè) 功 率 因 數(shù) 達(dá) 到 0.92, 則 需 在 低 壓側(cè) 進(jìn)行 補(bǔ) 償 , 其 計(jì)算 結(jié)果 如下:(1 計(jì)算 補(bǔ) 償 前 的 視 在 功 率 及 功 率 因 數(shù) 視 在 計(jì) 算 功 率 :Sc =P c+Qc姨 =姨 =988(kVA 功 率 因 數(shù) :cos 1=Pc/Sc =800/988=0.81(2 確 定 無(wú)功 補(bǔ) 償 容 量 無(wú)功 補(bǔ) 償 容 量:Q N=Pc(tan 1 tan 2=800×tan(arcc

7、os0.81-tan(arccos0.92姨 姨 =238.4kvar(3 選 定電 容 器 組 數(shù) 及 每 組 容 量由上述計(jì)算 結(jié)果 選 用 補(bǔ) 償 容 量 為 240kvar (每 組 按 qN =20kvar 選 定 的 電 容 器 組 即 可 滿足 要求 。需 安 裝 的 電 容 器 組 數(shù) :n =QN/qN=240/20=12從 a c 的 計(jì)算 來(lái) 看 ,我 們 在 選 擇 電 容 器 的 補(bǔ) 償 容 量 的 過(guò) 程 中, 沒(méi) 有 牽 涉 到電壓這個(gè) 參數(shù) , 而實(shí)際上 電 容 器 的 實(shí)際 補(bǔ) 償 容 量 是與 系 統(tǒng) 額 定 工 作 電壓有 關(guān) 的, 這 可 從電 容 器

8、的 計(jì)算公式中 看 出 。交 流 電 容 器 的 額 定 容 量 或 額 定 無(wú)功功 率 公式 為 :Q =2fCnUn 2式 中 :Q 電 容 器 的 額 定 容 量 (kvar ; Cn 額 定電 容 (F ; Un 額 定電壓 (kV ; f 頻 率 (H z 。由上述 交 流 電 容 器 的 額 定 容 量 的 計(jì)算公式可 以 知道 , 電 容 器 的 補(bǔ) 償 容 量 與 電壓 的 平方 成正 比 關(guān) 系 。 這 樣 我 們 再回 到 上述 事 例 , 如 我 們 選 擇 的 電 容 器 型 號(hào) 為 BSMJ-0.415-20-3, 那么 在 系 統(tǒng) 電壓 為 0.38kV 時(shí) , 電

9、 容 器 的 實(shí)際 補(bǔ) 償 容 量 僅 為 16.77kvar ,僅 為 電 容 器 額 定 容 量 的 83.8%; 如 選 用的 電 容 器 型 號(hào) 為 BSMJ-0.45-20-3, 那么 在 系 統(tǒng) 電壓 為 0.38kV 時(shí) , 僅 為 電 容 器 額 定 容 量 的 66.8%,電 容 器 的 實(shí)際 補(bǔ) 償 容 量 僅 為 13.77kvar 。 這 樣 在 最大 負(fù) 荷 情況 下 , 無(wú)功 補(bǔ) 償 容 量 嚴(yán) 重 不 足 , 這也 是 很 多 用 戶 在 進(jìn)行 無(wú)功 補(bǔ) 償 后 功 率 因 數(shù) 仍 達(dá) 不 到 要求的 原 因 。因 而 , 我 們 在 進(jìn)行 無(wú)功功 率 補(bǔ) 償 的

10、 容 量 計(jì)算 時(shí) , 要 根據(jù) 系電 容 補(bǔ)償 裝置 設(shè) 計(jì) 選用孟 科(中 糧 生物 化 學(xué) (安 徽 股份 有限公司, 安 徽 蚌埠 233010【 摘要 】 隨 著 配 電 系統(tǒng) 中 非線 性 負(fù) 載 的廣 泛 使 用,產(chǎn)生的大 量 諧 波 電 流 和 無(wú) 功 電 流注 入 電 網(wǎng) , 導(dǎo) 致 供 電電 壓 和 電 流 的 嚴(yán) 重 畸 變 , 威 脅 電 網(wǎng) 的 安 全 運(yùn) 行和 電 氣 設(shè)備 的 正 常 使 用。 因 此 , 應(yīng) 綜合考 慮 電容 補(bǔ) 償 容 量和 補(bǔ) 償 方 案 的 設(shè)計(jì) , 合 理 選用 電容 補(bǔ) 償 裝 置 ?！?關(guān)鍵詞 】 電容 補(bǔ) 償 裝 置 ; 設(shè)計(jì); 電

11、 網(wǎng) 【 中圖分類號(hào) 】 T M 761【 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 】 A【 文章編號(hào) 】 1003-2673(201108-73- 0173(上 接 第 73頁(yè) 統(tǒng) 運(yùn) 行 電壓 和 所 選 用的 電 容 器 額 定電壓 進(jìn)行 修 訂 計(jì)算 , 算 出 實(shí) 際 需要的 無(wú)功功 率 補(bǔ) 償 容 量 , 其 計(jì)算公式 如下:QN 實(shí)際 =Un 電 容 2/Un系 統(tǒng) 2×QN3補(bǔ)償 方 案 的 選 擇由 于 非 線 性 負(fù) 載 越來(lái)越 多 的 使 用, 配電系 統(tǒng)中的 諧 波 污染 也越來(lái)越 嚴(yán) 重 , 由 于 諧 波 電 流 通 過(guò)電 容 器 組 時(shí) 會(huì) 使 其 過(guò) 負(fù) 荷 ; 嚴(yán) 重 時(shí) 發(fā)生

12、 諧 振 , 甚 至燒 毀 電 容 器 組 。 為 防 止 此 類 現(xiàn)象 的發(fā)生, 確 保 用于提高 功 率 因 數(shù) 的 電 容 器 組 可 以正 常 運(yùn) 行, 我 們 在 進(jìn)行 無(wú)功功 率 補(bǔ) 償 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 尤 其 要 注意 。 施 耐 德 公 司 針 對(duì) 低 壓配 電系 統(tǒng)中的 諧 波 污染 程 度 的不 同 ,提 供 了 不 同 的 無(wú)功 補(bǔ) 償 方 案 , 其 選 型 原則如 圖 2, 可 供 我 們 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 參 考 。4結(jié)論為 了 減少 與 避免 大 量 諧 波 電 流 和 無(wú)功 電 流 注入 電 網(wǎng) , 我 們 在 電 力 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 中 應(yīng) 充 分 考 慮

13、電 力 電 容 裝 置 選 用的合理 性 , 在 容 量 選 擇 上 不 僅 考 慮 電 網(wǎng) 的 額 定 補(bǔ) 償 需求 量 , 還 應(yīng) 綜合 考 慮 電 網(wǎng) 電壓 與 電 容 器 的 額 定電壓 之 間的 關(guān) 系 , 以 上 是 根據(jù) 本公 司 多 年的 現(xiàn) 場(chǎng) 運(yùn) 行 經(jīng)驗(yàn) 分 析 提 出 的, 可 供 同 行 們 在 以 后 的 設(shè) 計(jì) 及 選 型 時(shí) 參 考 。參 考 文 獻(xiàn)1G B 50227-95 并 聯(lián) 電容 器 裝 置 設(shè)計(jì) 規(guī) 范 S . 北京:中 國(guó) 計(jì)劃出 版 社, 1995.2G B /T 20993 高 壓 直 流 輸 電 系統(tǒng) 用 直 流 濾 波 電容 器 S . 北

14、京:中 國(guó) 標(biāo)準(zhǔn) 出 版社, 2008.3G B /T 14549-93 電 能 質(zhì) 量 ·公 用 電 網(wǎng) 諧 波 S . 北京:中 國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 出 版 社, 19934D L/T 628-1997 集 合 式 高 壓 并 聯(lián) 電容 器 訂貨 技術(shù) 條件 S . 北京:中 國(guó) 電 力 出 版社, 1998.5G B 3983. 2 高 電 壓 并 聯(lián) 電容 器 S . 北京:中 國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 出 版社, 1984. 6翁 雙 安. 供 電 工程 M. 北京:機(jī)械 工業(yè) 出 版社, 2004.了 熔 絲 作 為 保 護(hù) 。 通 電 后 , 盡 快 (1-2秒 內(nèi) 記錄 下 U 、 I 值 , 用

15、 下 列 計(jì)算 電 容 量:C=3180I/U式 中, C 被測(cè) 電 容 的 電 容 量 , (f ; I 電 流表讀 數(shù) , (A ; U 電壓 表讀 數(shù) , (V 。電容 量 的 測(cè) 量應(yīng)注意 , 上式僅使 用于工 頻 50Hz 的 電 源 。 如 果測(cè) 出電 容 量比電 容 器 額 定值 低 20%以 上 , 則電 容 已 失效 , 應(yīng) 予 以 更 換 。 如:現(xiàn) 在 很 多 的 家 中 使 用的 2.2KW 豆?jié){ 機(jī) , 當(dāng) 輕 負(fù) 荷 時(shí) 能 運(yùn) 轉(zhuǎn) , 稍 加 負(fù) 荷 即 停 機(jī) , 無(wú)力 。 取 下 啟 動(dòng) 電 容 良 好 , 但 測(cè) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 電 容 c 時(shí) , 表 針 擺 幅

16、很 小 , 再 用 電 容 表 測(cè)容 量 時(shí) 只 有 容 量 不 夠 , 說(shuō) 明 電 容容 量 減 小 。 更 換 運(yùn) 轉(zhuǎn) 電 容后 , 豆?jié){ 機(jī) 就 能 正 常 工 作 。 2. 1.3電容 的 簡(jiǎn) 便 測(cè) 試在 檢 修 現(xiàn) 場(chǎng) 沒(méi) 有 適 合 儀 表 時(shí) , 可 用 試 燈 對(duì) 電 容 器 進(jìn)行 簡(jiǎn)便 測(cè) 試 。 例如 , 可 把 電 容兩 端 串 入 直 流 白 熾 燈 回 路 :電 容 完 好時(shí) , 剛 接入時(shí) 燈 應(yīng) 最 亮 , 隨著 充 電電 流 減 小 , 燈 逐 漸 變 暗 直 至 熄 滅 ; 電 容 擊 穿 , 等會(huì)一直 亮 ; 電 容 斷 線 則 燈 一直 不 亮 。 也

17、可 把 電 容 直接接入 合 適 的 直 流 電 源 1-2秒 , 然后 用 螺絲 刀 短 接 它 的 兩 端 , 完 好 的 電 容應(yīng) 有 “ 啪啪 ” 的 放電 聲 , 甚 至 能觀 察 到 火 花 。 對(duì) 接 殼 (接 地 的 電 容 , 可 用 交 流 白 熾 燈 回 路 與 它 的 外 殼 和 一個(gè) 端 鈕 串 聯(lián) , 若 燈 亮 則 說(shuō) 明 電 容接 殼 。2. 1. 4也 可 用 兆歐 表 (250V 級(jí) 來(lái) 進(jìn) 行 檢測(cè)搖 動(dòng) 手 柄 , 如 指 針 指 在 無(wú) 窮 大處, 表示 電 容 器 內(nèi) 部 斷 路 ; 如 指 針 指 在 零 處, 表示 電 容 器 內(nèi) 部 短 路 。 還可 做 電 容 器 的 通 地 試 驗(yàn) , 方法 是 :把 兆 歐 表 的 接 線 柱 分 別接 于 電 容 器 的 接 線 端 子 和 外 殼 。 搖 動(dòng) 手 柄 , 如 指 針 指 在 零 處, 表示 電 容 器 內(nèi) 部 通 地 。3結(jié) 束 語(yǔ)總 之 , 電 機(jī) 不 能 工 作 的 故 障 不是 千篇 一 律