1、TBB自動補償成套設備報告分六部分一基本概念及為什么要進行無功補償二TBBZ自動補償設備介紹三無功補償原理介紹四典型柜型比較(TBBJ&TBBX)五TBB自動投切柜無功補償檢驗項目六綜述一、基本概念及為什么要進行無功補償1有功功率：交流電力系統需要電源供給兩部分能量，一部分用于作功而被消耗掉，這部分能量將轉換成機械能、光能、熱能和化學能，這部分能量我們稱之為有功功率2無功功率：另一部分能量是用來建立磁場，用于交換能量使用，對于外部電路它并沒有作功,而是有電能轉換為磁能，再有磁能轉換為電能，周而復始，并沒有消耗，這部分能量我們稱之為無功功率。國際電工委員會給出的無功功率的定義為：電壓與無功電流的

2、成積。QC=UxIC其物理意義為：電路中電感元件與電容元件活動所需的功率交換稱為無功功率。3無功功率是否為無用功率無功是相對于有功而言的，不能說無功是無用之功，沒有這部分功率，就不能建立感應磁場，電動機、變壓器等設備就不能運轉。在電力系統中，除了負荷無功功率外，變壓器和線路上的電抗器也需要大量的無功功率。4為什么要進行無功補償由于電力系統中存在電動機、變壓器等大量感性無功負荷，而這些感性無功負荷需要吸收大量無功功率來建立感應磁場，使得功率因數下降，線路損耗增加，電壓質量下降，設備利用率低。為消除系統內感性無功功率產生的無用消耗，而達到有功功率最大限度出力的效果，必須進行無功補償5無功補償原理及

3、補償意義改善設備的利用率：因為功率因數還可以表示成如下形式；PPcos。=-S屁I其中U線電壓tkVI線電流，A可見，在一定的電壓和電流下，提高COSH其輸出的有功功率越大。發電機、變壓器等電力設備在設計時均有一定的電壓有效值U和電流有效值I,即設備需在一定的額定電壓及額定電流下運行。根據P=UIcose,若功率因數較低，則發電機發出的有功功率或變壓器通過的有功功率P較低，即設備容量得不到充分應用。減少電壓損失功率因數低，Q就大，U就增大，受電端的電壓就要降低。在電壓低于允許值時，將嚴重影響電動機及其它用電設備的正常運行。特別是在用電高峰時，因為功率因數低，將出現大面積地區電壓降低，嚴重影響工

4、農業生產的正常進行。故采用補償電容提高功率因數后，電壓損失4U減少，改善了電壓質量減少線路損失據統計，電力網中65%以上的電能損耗在10kV以下的配電網中損耗的，因此配電網中的減少線路損失非常重要。當我路通過電流I時，其有功報起為：P=3hRX10-3CkW)或大3t產RX103=33-X103CKW)U州掙心工廠由以卜公式可見,線路有二方損失與8s力成反比.8S中越高.旗提高電力網的傳輸能力視在功率與有功功率成下述關系:P=Scos4可見，在傳送一定功率P的條件下，cos4越高，所需視在功率越小綜上所述，提高功率因數是必須的。但是功率因數的提高是整個網絡的事，必須提高電網各個組成部分的功率因

5、數，才能充分利用發電、變電設備的容量，減少網損，降低線路的電壓損耗，以達到節約電能和提高功率因數的目的。提高功率因數有功功率與視在功率的比值，叫網絡的功率因數。即：COSPPP2Q21P2QQC2當未接電容C時，流過電感L的電流為IL,流過電阻R的電流為IR。電源所供給的電流與I1相等。I1=IR+jIL,此時相位角為j1,功率因數為cosjl。并聯接入電容C后，由于電容電流IC與電感電流IL方向相反(電容電流IC超前電壓U90,而電感電流滯后電壓U90),使電源供給的電流由I1減小為I2,I2=IR+j(IL_IC),相角由j1減小到j2,功率因數則由cosj1提高到cosj2。6配電網中常

6、用的無功補償方式為:1、集中補償將電容器集中安裝在配電室高低壓母線上，這種補償方法可以采取集中管理，便于維護，運行可靠，利用率高，缺點是不能補償配出線上的無功電流。2、就地補償即將電容器直接接到用電設備上，實行就地平衡補償。優點：補償比較徹底，不但高壓線路和變壓器上的無功電流減少了，而且低壓干線和分支線上的無功電流也同時減少，線路壓降及線路損耗同時減少。缺點：電容器和被補償設備感應電動機等共用一套控制設備，同時投入或退出運行,所以管理分散，維護不變，而且電容器不能充分發揮效率，利用率不高。3、分散補償將電容器分散安裝在各配電室或車間變電所的母線上，這種補償的效果介于就地補償和集中補償兩種方法之

7、間。7無功補償設備中的主要原器件7. 1真空接觸器7.1. 1真空接觸器利用真空滅弧室滅弧，用以頻繁接通和切斷正常工作電流，通常用于遠距離接通和斷開中、低壓頻繁起停的6kV、380V(660V、1140V)交流電動機。別特適宜用于煤礦、化工等行業。JCZ5系列交流真空接觸器適用于交流50HZ-60HZ,主回路額定電壓12KV,額定電流為630A一下的電力網中供遠距離接通和分段及頻繁啟動和控制交流電動機，較適宜和熔斷器與保護裝置組合代替真空斷路器。7.1 .2真空接觸器主要由真空滅弧室和操作機構組成。真空滅弧室具有通過正常工作電流和頻繁切斷工作電流時可靠滅弧兩個作用。但不能切斷過負荷電流和短路電

8、流。操作機構是由帶鐵芯的吸持線圈和銜鐵構成。線圈通電，吸引銜鐵，接觸器閉合；線圈失電，接觸器斷開。吸持線圈一般有直流和交流兩種形7.2 .3真空接觸器的優點真空接觸器熄孤能力強，耐壓性能好，操作頻率較高，壽命長，無電弧外噴，體積小、重量輕、維修周期較長。真空接觸器的真空滅弧室制造時工藝要求很高，如果工藝不良，滅弧室的真空容易下降。觸頭材料材質不好，在分斷電流時會出現截流過電壓”現象，即在分斷電流時，由于真空滅弧室的熄弧能力很強，電弧電流不是自然過零時切斷，而是從電流的某一值突然降到零，由此而出現高的過電壓。截流電壓會危及電氣設備的安全運行。7.2電抗器最通俗的講，能在電路中起到阻抗的作用的東西

9、，我們叫它電抗器。電力網中所采用的電抗器，實質上是一個無導磁材料的空心線圈。它可以根據需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統發生短路時，會產生數值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設備的動態穩定和熱穩定是非常困難的。因此，為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求，常在出線斷路器處串聯電抗器,增大短路阻抗，限制短路電流。電流系統無功補償裝置的并聯電容器組串聯，用以抑制系統詣波，限制合閘涌流和操作過電壓。電力系統中所采取的電抗器，常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯或并聯用來限制電網中的高次諧波。并聯電抗器用來吸收電網中的容性無功

10、，如500kV電網中的高壓電抗器，500kV變電站中的低壓電抗器，都是用來吸收線路充電電容無功的；220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓并聯電抗器有改善電力系統無功功率有關運行狀況的多種功能，7.3電容電力電容器是一種靜止的無功補償設備。它的主要作用是向電力系統提供無功功率，提高功率因數。采用就地無功補償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質量和提高設備利用率的重要作用。通常（集中補償式）接在變電站的低壓母線上，其主要作用是補償系統的無功功率，提高功率因數，從而降

11、低電能損耗、提高電壓質量和設備利用率。常與有載調壓變壓器配合使用。7.4放電線圈當電容器從電源脫開后能將電容器端子上的電壓在規定時間內降到規定值的帶有繞組的器件。高壓端子與電容器并聯連接構成泄放電容器剩余電荷的放電線圈的出線端子。一次繞組與高壓端子相連的繞組。接地端子使與放電線圈的線圈相絕緣的外殼接地或使電位固定在外殼上而設置的端子。外殼端子對一次繞組的一端與外殼同電位結構的放電線圈為使該端子連接到外部回路而在外殼上設置的端子。放電線圈的原理放電線圈是高壓并聯電容器裝置的專用配套設備，與電容器組端子直接聯接，當電容器從電網斷開后，使其存儲的電荷自行泄放，在規定時間內將電容器剩余電壓降到規定值以

12、下，是電容器裝置確保設備自身和維修人員安全的主要技術措施之一。因此，放電線圈必須具備以下兩方面的基本性能要求：一是放電性能要求，即在配套電容器組容量范圍內，滿足電容器組的放電要求：放電起始至5s內，將電容器的剩余電壓自額定值下降到50V以內。二是正常分閘操作時，應能承受最大放電電流沖擊和最大儲存能量的消耗。放電線圈放電過程正常運行時，放電線圈工作在交流電壓下（并接于電容器組兩端子間）呈一很高的勵磁阻抗。電容器組被斷開后，實質上為一衰減直流放電過程，其放電等值電路如圖2,其中L為放電線圈的鐵芯電感，在直流電壓的作用下，鐵芯很快飽和，鐵芯電感迅速下降，電容器儲能在R上消耗吸收。當電壓衰減到較低時，

13、由于放電電流亦隨之減少，此時鐵芯的飽和程度會減輕，其電感L開始回升。R為放電線圈的功耗等值電阻，主要是線圈的直流電阻，而放電線圈的直流電阻一般較大，如10kV級產品多在2kQ左右，35kV級為34k。由于鐵芯電感L在放電過程中是非線性的，可有幾百到上千倍變化幅度。因此，在正常配套情況下，放電過程通常是一非周期的衰減過程，對于某些廠的產品，在放電后期，有可能出現振蕩過程。當配套電容器組容量很小時，或是放電起始電壓足夠低時，放電過程也許出現衰減的振蕩過程。圖2放電線固效電笫值電哈7.5隔離開關隔離開關隔離開關是高壓開關電器中使用最多的一種電器，顧名思義，是在電路中起隔離作用的它本身的工作原理及結構

14、比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對變電所、電廠的設計、建立和安全運行的影響均較大。刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路一般在斷路器前后二面各安裝一組隔離開關，目的均是要將斷路器與電源隔離，形成明顯斷開點；因為原來的斷路器采用的是油斷路器，油斷路器需要經常檢修，故二側就要有明顯斷開點，以利于檢修；一般情況下，出線柜是從上面母線通過開關柜向下供電，在斷路器前面需要一組隔離開關是要與電源隔離，但有時，斷路器的后面也有來電的可能，如通過其它環路的反送，電容器等裝置的反送，故斷路器的后面也需要一組隔離開關二TBBZ自動補償設備1適用范圍適用于6kV、10kV、3

15、5kV等工頻輸配電系統中用戶感性負荷不穩定的場所，用于提高功率因數，調整電網電壓，降低線路損耗，充分發揮設備效率、改善供電質量2分類成套自動補償裝置分為兩種，VQC壓調容型和調容型兩種。VQC電壓無功綜合控制裝置除了具有調容的功能外，還能根據電網的參數控制有載調壓變壓器自動調壓和無功補償電容器組或電抗器的自動投切。使變壓器和電容器工作在最佳狀況，確保電壓合格率達到規定的要求，有效減少無功損耗并保持系統功率因數在較高范圍內。3設備構件TBBZ高壓自動補償成套裝置主要有高壓并聯電容器、熔斷器、電抗器、放電線圈、真空投切開關（斷路器或真空接觸器）、自動投切控制器及保護、二次輔助元件、柜體等組成，采用

16、集成一體化成套技術，組合設計合理，方便用戶使用、觀察、巡視、檢修。4主要技術參數額定電壓：6kV、10kV、35kV額定頻率：50Hz補償容量：根據變壓器參數或現場運行參數計算結構形式：戶內柜式、戶外箱式安裝控制信號：無功功率電容器接線形式：單星或雙星接線投切方式：自動、手動可選5使用環境環境溫度：25Cs+55c海拔高度：不超過1000米（對于安裝運行地點的海拔高度超過1000米時裝置，在訂貨時應特別加以說明）；其它：安裝運行地點應無劇烈的機械振動、無有害氣體和蒸汽、無導電性或爆炸性塵埃6技術特點：單元式結構，每套裝置均有一個控制保護單元、進線柜單元及根據不同分組數量確定的高壓投切電容器單元

17、，每個單元間連接方便、維修方便。成套設備在每個單元上安裝觀察窗、觀察指示燈、帶電指示器、運行指示燈等，并在進線單元操作機構及每個高壓單元安裝電磁鎖，滿足五防要求，方便用戶觀察并保證設備安全運行。單只電容器采用專用高壓噴逐式熔斷器作為短路保護、確保設備安全運行；根據系統諧波的情況，計算出每分組回路電抗器的電抗率，分別加裝1%12%干式串聯電抗器，降低系統操作過電壓、限制減小合閘涌流、抑制系統高次諧波、避免發生諧振，保護電容器組可靠運行；成套裝置的進線單元選用負荷開關或隔離開關做為主開關，與系統有明顯斷口，便于維護與檢修。每組電容器的投切開關選用電容器專用真空接觸器或永磁真空斷路器，結構簡單、少維

18、護、機械使用壽命可達50100萬次，分斷能力強，動作可靠，可以有效的避免觸投彈跳現象。降低線路損耗、變壓器損耗；降低供電的視在功率，增加輸變電設備線路的負荷能力，延長電氣控制設備的使用壽命；功率因數可提高到以上，節電效果顯著，減少電費開支;具有過壓、欠壓、開口三角電壓保護、不平衡電流保護、過電流保護等保護功能；高壓集中自動補償采用電壓優先、無功功率采樣，分組自動投切技術。電壓優先原則，按電壓質量要求自動投切電容器，使母線電壓始終處于規定范圍.無功自動補償，根據電壓優先原則，依無功大小自動投切電容器組，使系統始終處于不過壓、少欠過補、無功損耗最小狀態可控制一至兩段母線，一至八組電容器或者電抗器，

19、自動判斷變電站兩段母線的運行情況，既可兩段母線同時獨立控制（分列控制），又可按兩段母線統一控制（并列控制），也可單段母線控制（單列控制）。帶有RS232、RS485標準通訊接口，可實現本地和遠程控制電容器組。7結構布置分組自動補償裝置不論戶內柜式還是戶外箱式均采用單元組合式結構，由控制保護單元、進線與電抗器單元、電抗器單元、電容器單元、電容電抗單元等若干單元組合而成，各單元具體布置如下圖：1000寬主視圖。卜OJ160。深左視圖圖一：電容電抗柜布置示意圖適用于單組容量小于等于600kvar的補償裝置1200*左攝圖元件名稱1真空接觸器2干式鐵心電抗器3放電線圈1過電壓保護器L0并聯電容器6塔斷

20、器7隔離開關圖二：電容電抗柜布置示意圖適用于單組容量大于600kvar小于等于lOOOkvar的補償裝置迸桀及電抗柜與電容機綱合布置示應圖適用丁單組容埴大JIOOOkvar的補償款置圖四電抗柜匕電口柜組合布宣示向圖適用于用級容尼人于：。00仙的補花裝,置三無功補償原理簡介在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，是將電能轉換為其他形式能量（機械能、光能、熱能）的電功率。無功功率比較抽象，它是電路內電場與磁場的交換，在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，要

21、建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動，電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。（打個比方，農村修水利需要開挖土方運土，運土時用竹筐裝滿土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是無功功率，竹筐并不是沒用，沒有竹筐泥土怎么能運到堤上）在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備

22、就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。但是從發電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。無功補償是把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償無功補償原理當電感和電容并聯接在同一電路時，電感吸收功率時正好電容放出能量，電感放出能量時正好電容吸收功率，能量在它們之間相互交換，即感性

23、負荷所需無功功率，可由電容器的無功輸出得到補償，這就是并聯電容器的無功補償原理如圖所示，并聯電容器C與供電設備（如變壓器）或負荷（如電動機）并聯，則供電設備或負荷所需要的無功功率，可以全部或部分由并聯電容器供給，即并聯電容器發出的容性無功，可以補償負荷所消耗的感性無功。TK-TBBZ型高壓無功補償成套裝置由高壓真空接觸器、高壓并聯電容器組、電抗器、避雷器、隔離開關和一些附屬設備組成。按照“優先保證電壓合格，實現無功平衡，盡量減少調節次數”的原則，依據九域圖原理（見附錄）由高可靠的控制器按照模糊控制策略進行電壓無功綜合控制。電容器組用高壓真空接觸器投切。當控制器檢測到的無功電流值超過整定值時，控

24、制器根據需投電容器組的級數，給出控制信號，自動關合高壓真空接觸器，將電容器組投入運行。當負載無功電流值低于整定值時，控制器給出控制信號將高壓真空接觸器斷開，電容器組退出工作。對于配有有載分接頭的變壓器，控制器通過檢測負荷側電壓的高低自動調節變壓器分接頭，以實現穩定負荷電壓的作用。以上工作狀態完全自動進行。系統圖V四TBBX柱上高壓無功自動補償成套設備與TBBJ高壓電動機補償成套設備比較適用范圍TBBX柱上高壓無功自動補償成套設備許繼公司生產的無功補償產品中的TBBx系列柱上式高壓無功自動補償裝置安裝在6kV、10kV架空線路上，實現對線路電壓及無功的綜合控制，用于提高功率因數，減少線路損耗，節

25、約電能，改善電壓質量適用于電力系統6kV、10kV農網及城網配電線路上，或小型配電網終端變電所母線補償安裝地點的選擇TBBJ高壓電動機補償成套設備TBBJ高壓電動機就地補償裝置與6kV、10kV高壓異步電動機并聯連接，提供負荷所需的無功電流，以改善系統功率因數，減輕配殿變壓器的負荷，降低線路及變壓器損耗，減少線路壓降，改善電能質量。適用于工礦企業的高壓異步電動機的就地補償，與異步電動機并聯連接，與電動機同時起動和停止運行。柱上式安裝處距離變電站有一定的距離，單點補償在配電線路全長的2/3處，兩點安裝在配電線路的2/5、4/5處二設備構件TBBx系列柱上高壓無功補償裝置主要有高壓并聯電容器、投切開關（電容器專用真空接觸器、真空斷路器或六氟化流負荷開關）、WGK（列自動控制