電能質(zhì)量管理無功補(bǔ)償系統(tǒng)講解課件

1、電能質(zhì)量管理-無功補(bǔ)償系統(tǒng)第1頁，共66頁。主要內(nèi)容 電能質(zhì)量問題與市場 電能質(zhì)量要求 電能質(zhì)量管理手段 施耐德電能質(zhì)量管理方案 無功補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試與維護(hù)第2頁，共66頁。電能質(zhì)量問題與市場一方面，大量基于計算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置廣泛應(yīng)用，這些裝置對供電質(zhì)量非常敏感，因此希望獲得優(yōu)質(zhì)的電能一個計算機(jī)中心失去電壓2s就可能破壞幾十個小時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果或損失幾十萬美元的產(chǎn)值。大型的集成芯片生產(chǎn)廠，如果其供電中斷超過幾個工頻周波，就會造成芯片被毀。當(dāng)今連續(xù)精加工的自動化生產(chǎn)線對不合格電力的容許度嚴(yán)格到只有12個工頻周期。第3頁，共66頁。電能質(zhì)量問題與市場另一方面，大量的非線性負(fù)荷

2、和擾動負(fù)荷接入公用電網(wǎng)對電能質(zhì)量造成干擾和“污染”，造成電能品質(zhì)下降半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置等非線性電力電子裝置在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。電氣化鐵路、煉鋼電弧爐等大功率、沖擊性負(fù)荷迅速發(fā)展這些具有非線性、沖擊性和不平衡性的負(fù)荷投入使用，使電網(wǎng)波形畸變越來越嚴(yán)重、諧波水平不斷上升，引起電壓波動和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動等，對各種電力用戶構(gòu)成危害，甚至對電力系統(tǒng)的安全運行帶來了直接或潛在的威脅和危害。第4頁，共66頁。電能質(zhì)量問題與市場歐洲每年因電能質(zhì)量帶來的經(jīng)濟(jì)損失為億歐元美國現(xiàn)有電網(wǎng)各方面的損失每年達(dá)到2060億美元，其中電能質(zhì)量造成的損失達(dá)到1000億美元 中

3、國電能質(zhì)量造成的損失暫時沒有一個部門和單位來統(tǒng)計過。只有行業(yè)個案的數(shù)據(jù)，但總數(shù)量一定趕超歐美第5頁，共66頁。電能質(zhì)量問題與市場善用其效，盡享其能！ -施耐德的戰(zhàn)略核心理念中國在電力節(jié)能和環(huán)保方面制定和實施更加嚴(yán)格的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保意味著要減少電力中的諧波含量，減少對電網(wǎng)的沖擊。無功補(bǔ)償是實現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)能最有效的手段。 第6頁，共66頁。電能質(zhì)量的要求電能質(zhì)量是衡量電力系統(tǒng)對用電客戶供應(yīng)的電力是否符合的標(biāo)準(zhǔn)；第7頁，共66頁。電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)摘要第8頁，共66頁。電能質(zhì)量的主要擾動IEEE 第22標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)委員會（Standards Coordinating Comm ittee 22）（電能質(zhì)量）

4、和其他國際委員會推薦采用11 種專用術(shù)語來說明電能質(zhì)量的主要擾動，主要的8 種擾動的波形如圖所示：第9頁，共66頁。電能質(zhì)量管理手段電能質(zhì)量的特殊之處不完全取決于電力生產(chǎn)企業(yè)，有的指標(biāo)（如諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度）往往是由用戶干擾所造成的。保障電能質(zhì)量，既是電力企業(yè)的責(zé)任，也是用戶（干擾性負(fù)荷）應(yīng)盡的義務(wù)。各方應(yīng)該按照現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)范有關(guān)電能質(zhì)量的問題。 要保證電能在額定的電壓，額定的頻率范圍內(nèi)和正弦波形，還應(yīng)保證不平衡度（瞬態(tài)的、穩(wěn)態(tài)的 ）、電壓波動和閃變在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。第10頁，共66頁。施耐德提供的電能質(zhì)量管理系統(tǒng)施耐德電氣公司針對電力系統(tǒng)中的這些電能質(zhì)量問題，提供了綜合

5、的解決方案電能質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括： 電能質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng) 低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)低壓有源電力濾波器 第11頁，共66頁。低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例回顧第12頁，共66頁。環(huán)境環(huán)境溫度應(yīng)符合IEC 60439-1規(guī)范配電室內(nèi)最高溫度 40配電室內(nèi)24小時平均溫度: 35配電室內(nèi)年平均溫度: 25最低溫度: -5最大高度: 2000m第13頁，共66頁。環(huán)境安裝環(huán)境電容柜附近無熱源環(huán)境潔凈沒有活躍的化學(xué)物質(zhì), 沒有帶電粉塵第14頁，共66頁。環(huán)境電氣環(huán)境系統(tǒng)最高電壓不能超過電容器額定電壓的1.1倍如果配電系統(tǒng)中有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)運行時無功補(bǔ)償設(shè)備必須切除第15頁，共66頁。環(huán)

6、境諧波污染 根據(jù)負(fù)載類型的選型原則Gh/SnSn(Kva)M變壓器容量線性負(fù)載非線性負(fù)載Gh(Kva)確定系統(tǒng)諧波污染程度25%標(biāo)準(zhǔn)型補(bǔ)償方案Varlogic標(biāo)準(zhǔn)型方案電容器電壓等于電網(wǎng)電壓例：415V電容器用于400V系統(tǒng)過諧型補(bǔ)償方案Varlogic過諧型方案電容器電壓需高于電網(wǎng)電壓一個等級例：480V電容器用于400V系統(tǒng)調(diào)諧型補(bǔ)償方案Varlogic調(diào)諧型方案電容器電抗器電容器需提高一個電壓等級第16頁，共66頁。環(huán)境諧波污染 根據(jù)諧波測量的選型原則THDU3% 標(biāo)準(zhǔn)型電容器（400V/415V）THDU4% 過諧型電容器（470V/480V）THDU7% 必須采取諧波治理 第17頁，

7、共66頁。標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償設(shè)計電壓與電網(wǎng)電壓相同例如：設(shè)計電壓415V用于400V配電系統(tǒng)補(bǔ)償類型第18頁，共66頁。補(bǔ)償類型過諧型無功功率補(bǔ)償設(shè)計電壓高于電網(wǎng)電壓一個等級例如：設(shè)計電壓480V 用于400V系統(tǒng)容量與電壓等級的平方成正比。例如：一臺480V，68Kvar電容器 68Kvar（400/480）47Kvar第19頁，共66頁。施耐德無功功率補(bǔ)償介紹調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償過諧型電容器 DR系列電抗器Varplus2 68Kvar/480V 215Hz 電抗器50Kvar /400V調(diào)諧補(bǔ)償?shù)?0頁，共66頁。元件選型 無功補(bǔ)償柜的基本組成Varlogic第21頁，共66頁。元件選型保

8、護(hù)元件 主保護(hù)斷路器整定值按以下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定熱保護(hù)額定值的設(shè)定1,36xIn 標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償1,5xIn 過諧型無功功率補(bǔ)償1,12xIn 調(diào)諧次數(shù)2.7的調(diào)諧型補(bǔ)償1,19xIn 調(diào)諧次數(shù)3.8的調(diào)諧型補(bǔ)償1,31xIn 調(diào)諧次數(shù)4.3的調(diào)諧型補(bǔ)償短路保護(hù)整定10In第22頁，共66頁。主保護(hù)斷路器選型舉例例1：150kvar / 400V / 50Hz /標(biāo)準(zhǔn)型例2：150kvar / 400V / 50Hz / (調(diào)諧次數(shù) 4.3)熱保護(hù)整定 : 1,36x216=294A短路保護(hù)整定 : 10In=2160A熱保護(hù)整定 : 1,31x216=283A短路保護(hù)整定 : 10In=2160

9、A5第23頁，共66頁。元件選型保護(hù)元件 支路保護(hù)熔斷器或斷路器斷路器或熔斷器（Gg HBC型）的額定值選擇標(biāo)準(zhǔn)型和過諧型:1.6 In調(diào)諧型:1.5 In.第24頁，共66頁。元件選型接觸器選型電容專用接觸器容量選型第25頁，共66頁。元件選型功率電纜環(huán)境溫度不超過40：連接電纜必須可以在50的溫度下承受至少1.5倍額定電流環(huán)境溫度不超過50 ：連接電纜必須可以在60的溫度下承受至少1.5倍額定電流二次回路除非特殊規(guī)定，二次電纜可按以下的推薦選擇：二次電壓回路用1.5方二次電流回路用2.5方第26頁，共66頁。元件選型控制器選型NR6 6步控制器NR12 12步控制器NRC12 帶通訊的12

10、步控制器 （必須配通訊模塊）NR6控制器NR12控制器NRC12控制器通訊模塊第27頁，共66頁。元件選型調(diào)諧型補(bǔ)償電容器電抗器電容器電壓必須是480V或以上按照施耐德電氣標(biāo)準(zhǔn)推薦方案搭配電容電抗器第28頁，共66頁。調(diào)諧型補(bǔ)償?shù)倪x型注意不正確的電容電抗器搭配會造成電容器過壓原因，錯誤的選用400V電容器分析， 電抗器會抬升電容器端電壓諧振原因，錯誤的電容電抗器搭配分析，不按照標(biāo)準(zhǔn)方案搭配的電容電抗器會造成調(diào)諧頻率偏移第29頁，共66頁。調(diào)諧型補(bǔ)償?shù)倪x型注意如果客戶使用其它品牌電抗器電抗器搭配合理性的驗算第30頁，共66頁。設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例分析低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)第31

11、頁，共66頁。電容器 Varplus2在補(bǔ)償柜中電容器的強(qiáng)制安裝方式：在補(bǔ)償柜中電容器允許的安裝方式：水平安裝，空氣流動為電容器提供了良好 通風(fēng)環(huán)境如果是垂直安裝，為了獲取有效的通風(fēng)環(huán)境，電容器必須安裝 在U型架上在垂直安裝的情況下，為了利于空氣流動，可在一塊沖孔板上固定電容器。第32頁，共66頁。電容器 Varplus2在補(bǔ)償柜中電容器禁止的安裝方式：在垂直安裝的情況下，禁止將電容器安裝在無孔的金屬板上：通風(fēng)不好，電容器會發(fā)生危險。禁止將電容器垂直反向安裝：危險第33頁，共66頁。電容器 Varplus MVarplusM電容器筒必須保持水平安裝（如左圖）VarplusM電容器筒禁止垂直安裝

12、（如右圖）第34頁，共66頁。多組電容器安裝電容器組之間最小的距離：25mm距離柜體或其它元件的最小距離：25mm電容器 Varplus2 & Varplus M第35頁，共66頁。電容器 Varplus2 & Varplus M最大機(jī)械組合的電容器數(shù)量第36頁，共66頁。電容器 Varplus2 & Varplus M電容器最小扭矩:19N.m第37頁，共66頁。電抗器調(diào)諧電抗器的位置（如果需要）：單獨的柜體調(diào)諧電抗器絕不能安裝在電容器下方電抗器安裝距離電容器至少200mm第38頁，共66頁。電抗器調(diào)諧電抗器的安裝和其它元件的最小間距禁止允許第39頁，共66頁。電抗器電抗器帶有溫度傳感器溫度

13、傳感器的常閉干接點必須接入補(bǔ)償回路，過溫時，可以分離該回路第40頁，共66頁。設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例分析低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)第41頁，共66頁。通風(fēng)通用原則應(yīng)符合IEC 60439-1規(guī)范配電室內(nèi)最高溫度 40配電室內(nèi)24小時平均溫度: 35配電室內(nèi)年平均溫度: 25最低溫度: 5最大高度: 2000m第42頁，共66頁。通風(fēng)通用原則補(bǔ)償柜內(nèi)氣流從下向上流動氣流必須經(jīng)過所有的元件,并且嚴(yán)禁受阻排氣扇到元件的最小間距大于100mm風(fēng)扇通風(fēng)量的選擇:實際計算發(fā)熱量的1.67倍第43頁，共66頁。通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)型補(bǔ)償?shù)?4頁，共66頁。通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計調(diào)諧型補(bǔ)償?shù)?5頁，共6

14、6頁。通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計調(diào)諧型補(bǔ)償?shù)?6頁，共66頁。通風(fēng)通風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計原則純電容補(bǔ)償自然冷卻：頂部通風(fēng)口至少為底部的1.1倍強(qiáng)制冷卻根據(jù)無功功率安裝通風(fēng)設(shè)施補(bǔ)償容量（400V 50Hz）通風(fēng)方式進(jìn)風(fēng)孔面積最小排風(fēng)量（立方米/小時）IP=IP3X容量200Kvar強(qiáng)制風(fēng)冷=0.75倍的Kvar容量IP=IP5X所有容量強(qiáng)制風(fēng)冷=0.75倍的Kvar容量第47頁，共66頁。通風(fēng)通風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計原則調(diào)諧型補(bǔ)償（帶電抗器）必須采用強(qiáng)制通風(fēng)為調(diào)諧電抗器設(shè)置單獨柜體電抗器單獨柜體的通風(fēng)量最小通風(fēng)量F = 0,3 x Ps (Ps :調(diào)諧電抗器的熱損耗功率)+第48頁，共66頁。通風(fēng)系統(tǒng)計算舉例例:400V-

15、50HZ, 容量為250 kvar (1x50 kvar + 2x100 kvar) 的調(diào)諧型無功補(bǔ)償系統(tǒng)防護(hù)等級: IP 21調(diào)諧頻率 : 190 Hz確定冷卻量及風(fēng)扇參數(shù)?10電抗器：（3004502）0.3=360電容器：0.75250=188結(jié)果：電抗器通風(fēng)量3601.67601m3/h 電容器通風(fēng)量1881.67314m3/h第49頁，共66頁。設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例分析低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)第50頁，共66頁?？刂破髟O(shè)置延時時間最小為50秒，建議大于60秒如果電容器在50秒內(nèi)再次投入，將在電容器兩端產(chǎn)生過壓，導(dǎo)致電容器加速損壞第51頁，共66頁?？刂破髟O(shè)置正確設(shè)置C

16、/K值不正確的C/K值可能導(dǎo)致電容頻繁投切第52頁，共66頁?？刂破髟O(shè)置控制器的溫度報警節(jié)點必須啟用用于報警指示或切除電容補(bǔ)償控制器溫度保護(hù)限值設(shè)定為50如果由控制器控制風(fēng)扇，風(fēng)扇的啟動溫度應(yīng)設(shè)置為35第53頁，共66頁?？刂破髟O(shè)置程序設(shè)定與實際電容器步組合匹配（Program項）第54頁，共66頁。設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例分析低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)第55頁，共66頁。維護(hù)用戶必須按照維護(hù)手冊進(jìn)行年度維護(hù)無定期維護(hù)可能造成設(shè)備無法正常運行對無年度維護(hù)的用戶，施耐德電氣不承擔(dān)設(shè)備故障的責(zé)任。第56頁，共66頁。維護(hù)電容器乏值檢查（乏值損失大于15的電容器必須更換）附電容器乏值檢查表第57頁，共66頁。設(shè)計選型安裝通風(fēng)控制器設(shè)置維護(hù)討論 & 案例分析低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)第58頁，共66頁。案例過高的環(huán)境溫度導(dǎo)致事故 南方某飲料有限公司配電室最高溫度超過40配電室內(nèi)無空調(diào)及其它通風(fēng)措施第59頁，共66頁。案例電抗器錯誤安裝導(dǎo)致事故 某百貨公司電抗器錯誤的安裝在電容器下部第60頁，共66頁。案例電容器錯誤安裝導(dǎo)致事故 某飲料有限公司電容器超