低压无功补偿装置是通过机械开关、半导体开关 (晶闸管) 或复合开关 (晶闸管并联机械开关) 控制电容器投切, 进行无功补偿的装置, 用以提高低压配电网的功率因数, 降低线损, 节约电能, 稳定电压, 提高变压器出力。装置具有补偿效果好, 结构简单, 性价比高等特点。
适用于对城乡低压配电网及工商企业、机关学校、居民小区等低压电力用户的无功负载进行补偿, 以达到节能降耗, 提高电能质量的目的。
无功功率只存在能量的传递, 不存在能量的消耗。
(1) 结构紧凑, 易于安装维护, 适用于额定电压220/380V。 (2) 实现无功补偿功能。 (3) 既可实现三相共补, 也可实现分相补偿。 (4) 兼具手动控制和自动控制功能, 投切无涌流。实时指示当前电容器工作状态和当前电网各状态参量。 (5) 能够改善电能质量, 减小电压波动, 额定负载下, 补偿后功率因数可达0.98以上。
(1) 控制方式:无功功率控制, 功率因数限制。 (2) 在额定负载时, 可以将功率因数补偿到0.98以上, 不会产生过补。 (3) 具有自动控制和手动控制两种操作方式。 (4) 兼具有平衡负载补偿 (三相补偿) 和不平衡负载补偿 (混合补偿) 两种补偿功能。 (5) 复合开关控制, 无涌流。 (6) 程序控制投切电容器组, 使电容器的工作时间基本相同, 延长电容器使用寿命。 (7) 过零投入、过零切除, 无冲击电流, 无操作过电压。 (8) 具有过压保护、欠压保护、过流保护、缺相保护、温度保护、谐波保护等功能。 (9) 显示电容器组运行状态、保护和告警信息等。
控制器对电网电压, 电流进行交流采样, 实时计算电压有效值, 有功功率, 无功功率, 功率因素等采样参数。以无功功率作为无功补偿的投切依据, 发出对各个补偿电容器的投切命令, 并通过光藕输出12V电平信号到复合开关, 复合开关实现过零投切。控制器对投切后的电压电流进行交流采样计算相关数据, 判断是否达到电网要求, 并做下一步的命令动作准备。
(1) 具有户外型和户内型两种结构, 户外型柱上安装, 户内型柜式安装。 (2) 户外型采用不锈钢机箱, 防护等级为IP43;户内型采用冷轧钢板机箱, 防护等级为IP20。 (3) 控制方式:无功功率控制, 功率因数限制。 (4) 显著提高功率因数, 不会产生过补。 (5) 具有自动控制和手动控制两种操作方式。 (6) 有平衡负载补偿 (三相补偿) 和不平衡负载补偿 (混合补偿) 两种型式。 (7) 有机械开关控制、半导体开关控制和复合开关控制三种型式。 (8) 轮换投切电容器组, 延长电容器寿命。 (9) 半导体开关和复合开关控制方式可以实现过零投入、过零切除, 无冲击电流, 无操作过电压。 (10) 具有过压保护、欠压保护、过流保护、缺相保护、温度保护、谐波保护等功能。 (11) 实时测量电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电压电流谐波含有率和总畸变率等电参量。 (12) 记录平均功率因数、电容器组运行时间等数据。 (13) 液晶显示器, 中文界面, 显示电容器组运行状态、保护和告警信息、实时电参量等数据。 (14) 配置标准RS232、RS485通讯接口。
(1) 环境参数。
环境温度:-25℃~+40℃
24h内平均值≤35℃, 最大日温差25K。
环境湿度:空气相对湿度在+40℃时不超过50%在温度较低时允许有较高的相对湿度例如+20℃时为90%但应考虑到由于温度的变化有可能会偶然地产生适度的凝露。
海拔高度:≤2000m。
安装场所:户内。
环境条件:装置在运行过程中无相对运动、无剧烈振动和颠簸;周围介质无爆炸性、导电性、腐蚀性气体及尘埃。
电网电压:220/380AC。
电网频率:50Hz。
取样电流:0~5A。
(2) 补偿容量的计算:变压器容量:400k VA。
现场测量功率因数cosφ1=0.80, S=1 3 0 k V A。
有功功率:P1=100k W。
无功功率:Q1=85kvar。
经过计算补偿容量为Ⅹ=65Kvar
考虑到测量时一部分负载不在运行状态及系统需要留有一定裕量, 补偿容量配置120kvar左右的无功容量。
综合以上因素, 系统无功补偿容量定为120kvar。即选用我公司的无功补偿装置型号为CL6120-HF1-380-120
(3) 补偿后的技术参数值。
视在功率:S2=107.8 (k VA) 。
有功功率:P2=105.63 (k W) 。
功率因数:cosφ2=0.98。
(4) 结果分析。
通过对以上青岛市海达仪表厂低压无功补偿装置电气设计方案可以看出, 在工作过程中加入低压无功补偿装置后, 整体设置可以采用先进的高速工业网络通信技术、Internet/Web等技术、DSP数字信号处理技术制造的智能低压无功补偿装置, 这样可以使整体设置功能强大、实时性好、可靠性高、稳定性强等特点, 适用于各类企业电网、农村电网、城市电网的配电自动化改造与实施, 可有效的降损节能, 具有很大的社会效益和经济效益。
摘要：本文主要从无功补偿的定义、特点、作用、主要功能以及系统工作原理等多个方面, 详细介绍了低压无功补偿的设计问题, 阐述了电气设计的最优化、规范化知识, 对于电气施工安装实践具有重要的指导作用。最后本文以青岛市海达仪表厂低压无功补偿装置电气设计方案为例子, 对低压无功补偿电气设计的具体应用作介绍。
关键词：低压,无功补偿,设计
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