1、電容補償裝置客戶培訓William Wang王衛群Schneider Electric2- Services內容提要內容提要 無功補償目的與原理 無功補償裝置主要元件 圖紙介紹 操作使用即控制單元介紹 檢查維護事項Schneider Electric3- Services說明所有電氣設備需要兩種能源：o轉變為機械能和熱能的“有功” 能量用千瓦時（kWh）來計量o感應電路（如變壓器，電機）所必需的“無功”能量用千乏時（kVarh）來計量Schneider Electric4- Services無功能量的供給電源電源用戶網用戶網負載負載電表電表有功能量有功能量無功能量無功能量電源電源用戶網用戶網負

2、載負載電表電表有功能量有功能量無功能量無功能量電容器電容器Schneider Electric5- Services功率因數整個裝置的電能效率通過功率因數來計算：P (kW)有用功率有用功率 kW（千瓦）（千瓦）視在功率視在功率 kVA（千伏安）（千伏安） S (kVA)F = = cos j j在正弦系統中在正弦系統中n在正弦系統中，在正弦系統中，cos j j決定了無功功率能耗的范圍：決定了無功功率能耗的范圍：0 cos j j 1Schneider Electric6- Services主要的幾種無功能耗的形式 標準異步電動機不同負載率下的功率因數：100% cos j 0.8575%c

3、os j 0.850%cos j 0.7325%cos j 0.55 熒光燈 (無補償） : cos j 0.5 放電燈 : cos j 0.4 to 0.6 感應加熱爐(補償式） : cos j 0.85 電阻式釬焊機 : cos j 0.8 固定式1相電弧焊接裝置 : cos j 0.5 電弧爐 : cos j 0.8Schneider Electric7- Services常常用tg j 來代替 cos j既然這樣, 可以通過下面的式子來計算 :對一個特定的時間段，這個比值也代表損耗tg j 無功功率無功功率有功功率有功功率Q (kvar)P (kW)tan j j =tg j j =W

4、rWa無用功無用功 (kvarh)有用功有用功 (kWh)=Schneider Electric8- Services無功能量的定義It = 視在電流視在電流Ia = 有功電流有功電流Ir = 無功電流無功電流IIar22 It =Ia = It cos j jIr = It sin j jIaItIrP (kW)S (kVA)Q (kvar)S = 視在功率視在功率P = 有功功率有功功率Q = 無功功率無功功率PQ22 P = UIt cos j = j = UIaQ = UIt sin j = j = UIrS = UItF = 功率因數功率因數 FPS= = = cosj jtgQPj

5、 j= =S = UItS =Schneider Electric9- Services優點通過以下方式減少電費 :o減少了來自公用電網的無用功o減少了有用功消耗 (損失)電壓降減小有功功率增加焦耳損失降低通過無源式諧波濾波器（電容器+電感）提高電流品質Schneider Electric10- Services 視在功率需求量為 :變壓器過載舉例：提高功率因數的好處目標： cos j 2 = 0.92所需的無功功率：Q = P (tan j1 - tan j2) = 230 kvar新的視在功率需求：變壓器無過載87 kVA 余量降低了電能需求含電容器式安裝含電容器式安裝無電容器式安裝無電容

6、器式安裝630kVA400V 50Hz 3相相電容器電容器MXXM250kWcos j j1 1 = 0.75250kWcos j j1 1 = 0.75SkVA= = =5000 92543.SpkVA= = =cosj j1665Schneider Electric11- Services電壓降R = 電纜阻抗X = 電纜感抗P = 有功功率Q = 無功功率 UUURPXQU= = 122負載RXU1U2RRXXU2U1Schneider Electric12- Services電壓降的減少架空線中的電壓降電壓 : 90 kV 長度 : 40 km電纜 : 366 mm的鋁線阻抗 : Z

7、= R + jX = 3.6 + jx15.2 Ohms UUURPXQU= = 122 UkV= = = =3 63015 210902 93 2%).( .tg j j = 0.3P = 30 MWQ = 10 Mvartg j j = 1P = 30 MWQ = 30 Mvar UkV= = = =3 63015 230906 37%).(Schneider Electric13- Services焦耳損失的減少鋁電纜的年損失 :橫截面 : 95 mm長度 : 100 mt = 2 500 小時/年負載 : P = 100 kWcos j = 0.8Wj = 9 800 kWh/年cos

8、 j = 1Wj = 6 300 kWh/年R : 單位長度的有效電阻 (W/km)P : 有功功率 (kW)L : 長度 (km)t : 每年的作業時間 (hours)WRLUPtj= = 103222cosj jSchneider Electric14- Services如何確定補償電容器的容量 ?從電量的計算得知 :根據最初的功率因數值和目標功率因數值得到 :根據電機功率根據變壓器容量= 使用 REGLAVAR 軟件 QPtgtgcaif= = j jj jQc = R(kvarh)t(h)Schneider Electric15- Services根據電機功率 (1)當電容器組與異步電

9、動機的接線端子相連時 有可能產生自激注意 :Ic 0.9 IoQc 2 x Pn (1 - cos jn)Pn MQcIo finctgtgPQjj=Schneider Electric16- Services根據電機功率(2)當電容器組與各自的開關設備連接時不會發生自激 功率可以根據額定的負載和功率因數值來計算注意 :電容的放電時間 (50 sec)如果幾個電容器組連接于同一網絡中，在中壓應該使用電抗器來限制瞬間峰值電流；在低壓使用電抗器或者電容接觸器來限制峰值電流Io Pn MQcfinctgtgPQjj=Pn Schneider Electric17- Services根據變壓器例如例如

10、 :Sn = 1250 kVAS = 1000 kVAio = 2%Usc = 6%Qo = 25 kvarQch = 48 kvarQc = 73 kvarSn :變壓器的額定功率變壓器的額定功率S : 負載功率負載功率 io : 變壓器的空載電流變壓器的空載電流空載空載帶載帶載總的補償容量總的補償容量QSni00= = QchSnSSnUsc= = 2QcQQchSniSSnUsc= = = = 002Schneider Electric18- Services功率因數修正術語如果電容器組的容量(kvar)小于或等于變壓器的額定容量(kVA) 的15% n如果電容器組的容量如果電容器組的容

11、量(kvar)大于變壓器的額定容量大于變壓器的額定容量(kVA) 的的15% (允許無功功率的逐步調整允許無功功率的逐步調整)n負載變化速度負載變化速度較慢較慢（10秒到秒到1分鐘）分鐘）=Rectimat 2n負載變化速度較快（大約負載變化速度較快（大約1秒）秒）=Thyrimatn負載速度變化很快（負載速度變化很快（1周波）周波）=Dynamat固定式補償固定式補償分步自動控制式的電容器組分步自動控制式的電容器組Schneider Electric19- Services電容器組安裝在何處 ?1. HV 電容器組安裝在 HV 電力網上2. MV電容器組安裝在 MV 配電網上3. MV電容器

12、組用于 MV消耗4. 可調或固定式的 LV 電容器組用于LV 消耗5. LV電容器組用于MV 消耗6. LV/MV電容器組用于各自的補償23346561Schneider Electric20- Services無功功率補償全局補償o電容器組與主配線盤的母線相連o適用于穩定的連續性負載o可以使用分步投切方式局部補償o電容器組與每個局部配線盤的母線相連o適用于較分散的安裝單獨補償o電容直接與感性負載（電機）的接線端子相連o適用于電機的功率相對于整個安裝功率來說比較大Schneider Electric21- Services內容提要內容提要 無功補償目的與原理 無功補償裝置主要元件 圖紙介紹 操

13、作使用即控制單元介紹 檢查維護事項Schneider Electric22- Services低壓產品系列 固定式和自動式的電容固定式和自動式的電容 標準的，污染的和高污標準的，污染的和高污染的電網染的電網 標準型標準型 加強型加強型 帶電抗器型或濾波器帶電抗器型或濾波器 單獨的或單獨的或 Prisma 機柜機柜結構結構適用于任何裝置的產品適用于任何裝置的產品Varplus 2RectiblocRectimat 2Prisma 機柜中機柜中設備補償設備補償Schneider Electric23- Services接線端子接線端子內部保險絲內部保險絲繞組繞組軸線軸線過壓過壓彈片彈片塑料罐塑料罐

14、樹脂樹脂金屬盤金屬盤Varplus HQ 安全裝置元件自復作用的聚丙烯自復作用的聚丙烯用用HRC保險絲保護高故障電流保險絲保護高故障電流通過下面兩者的結合可以保護低通過下面兩者的結合可以保護低故障電流故障電流 :o一個過壓分離裝置一個過壓分離裝置oHRC 保險絲保險絲Schneider Electric24- ServicesVarplus2電容器介紹電容器介紹 專利技術，專利技術，HQHQ保護系統保護系統 避免內部故障 (小電流情況), 過壓保護系統 避免外部故障 (大電流情況), HRC熔絲自愈過程中，介電損耗氣體壓力慢慢增加，過壓裝置開始動作過壓裝置慢慢升高金屬片短接熔斷器兩端故障電容器

15、切除運行狀態 熔絲保護大電流故障 I fuse 大電流短時故障時，熔絲熔斷Schneider Electric25- ServicesVarplus2電容器介紹電容器介紹n 電壓范圍電壓范圍50 Hz : 230V, 415V, 525V, 550V, 690Vn 規格范圍規格范圍 415V例：5Kvar,6.25Kvar,7.5Kvar,10Kvar,12.5Kvar,15Kvar,20Kvarn 連接方式連接方式 三相三角形接法n 溫度等級溫度等級最大環境溫度 = 55C最小環境溫度 = 25CSchneider Electric26- ServicesVarplus2電容器介紹電容器介紹

16、n 防護等級防護等級IP00, IP20/ IP42n 功率損耗功率損耗 Use of HRC fusesHRC 快熔保護快熔保護Protection of LV capacitors電容器的投切控制與保護Schneider Electric31- Services內容提要內容提要 無功補償目的與原理 無功補償裝置主要元件 圖紙介紹 操作使用即控制單元介紹 檢查維護事項Schneider Electric32- Services內容提要內容提要 無功補償目的與原理 無功補償裝置主要元件 圖紙介紹 操作使用即控制單元介紹 檢查維護事項Schneider Electric33- Services操

17、作使用說明 控制單元設好后，補償裝置自動投切電容，補償至目標功率因數，無需任何操作 停電維護時，分斷補償裝置的進線斷路器即可 控制單元講解：請點擊！ Schneider Electric34- Services內容提要內容提要 無功補償目的與原理 無功補償裝置主要元件 圖紙介紹 操作使用即控制單元介紹 檢查維護事項Schneider Electric35- Services做好運行記錄檢查母排接觸面，接線端子，導線是否有氧化、變色、燒焦的痕跡，一旦發現，查找原因，立即處理，避免因接觸電阻過大，在無人值守的情況下使故障擴大觀察電容器的外觀，是否有破損、電容接線端子變色，一旦發現，應盡早停電檢查電容器容值，發現電容失效，應及時更換觀察快速熔斷器的熔斷指示鈕是否有彈出，在更換快熔之前，要仔細檢查該回路的對地電阻和電容狀況，是否有接地和短路現象注意電容器、電抗器、接觸器、熔斷器在運行中有無異常發熱及異響。運