設計補償

一般來說，低壓電容補償柜由柜殼、母線、斷路器、隔離開關，熱繼電器 、接觸器、避雷器、電容器、電抗器、一、二次導線、端子排、功率因數(shù)自動補償控制裝置、盤面儀表等組成。

負荷中非線性成份(諧波)的存在，會使電容電路中除工頻基波電流流過外，還有其它高頻(高次諧波)電流流過電容電路，使電容器產(chǎn)生過壓、過流、超容、超溫等情況而損壞，或電容器組投不上等情況;對這種場合，除可以選用專用"濾波電容器"增加自身的抵抗能力外(價格要高些);還可以通過選配合適的電抗器組成濾波回路，濾去某次較強的高次諧波;選擇額定電壓高一些的電容器，也是減少諧波事故的方法之一。

容量為700KW的負荷，可以先測量一下其自然功率因數(shù)值，就是全部負荷起動情況下，不帶電容器時的功率因數(shù)值。若沒有辦法精確測量，估計你大部分負荷都是電機，以功率因數(shù)COSφ1=0.70估算，若要在額定狀態(tài)下，將其功率因數(shù)提高到0.90，則需要補償電容器容量為:

補償前:COSφ1=0.70，φ1=0.7953,tgφ1=1.020

補償后:COSφ2=0.90，φ2=0.451,tgφ2=0.483

Qc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=700*(1.020-0.483)=375.9(Kvar)

取整，約需要補償378Kvar的電容器，若選擇單臺14Kvar的電容器組，則需要27塊。

(我們行業(yè)內(nèi)接觸的最大的是單臺30Kvar的電容器組,一個柜內(nèi)可安裝12組。我們補償前大約COSφ1=0.75，相應的tgφ1=0.882，則Qc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=Pe*(0.882-0.483)=Pe*(0.399)=XXX(Kvar)，市面上的價格大約是每Kvar=220元。)

一、概述

GWB-Z型高壓無功自動補償裝置，適用于6KV、10KV的大中型工礦企業(yè)等負荷波動較大、功率因數(shù)需經(jīng)常調(diào)節(jié)的變電站配電系統(tǒng)。本裝置是根據(jù)系統(tǒng)電壓和無功缺額等因素，通過綜合測算，自動投切電容器組，以提高電壓質(zhì)量、改善功率因數(shù)及減少線損。本裝置適用于無人值守變電站和諧波電壓、諧波電流滿足國際GB/T14549-93規(guī)定允許值的場合。如現(xiàn)場諧波條件超標，可根據(jù)情況配備1%-13%的電抗以抗拒諧波進入補償設備。

二、結構及基本工作原理

GWB-Z型高壓無功自動補償裝置，由控制器、高壓真空開關或真空接觸器、高壓電容器組、電抗器、放電線圈、避雷器和一些必要的保護輔助設備組成。GWB-Z型數(shù)字式高壓無功自動補償控制器是根據(jù)九區(qū)圖結合模糊控制原理、按電壓優(yōu)先和負荷無功功率以及投切次數(shù)限量等要求決定是否投切電容器組，使母線電壓始終處于標準范圍內(nèi)，確保不過補最大限度減少損耗。在電壓允許的范圍內(nèi)依據(jù)負荷的無功要求將電容器組一次投切到位。在投入電容器之前預算電壓升高量，如果超標則降低容量投入或不投入。異常情況時控制器發(fā)出指令退出所有電容器組，同時發(fā)出聲光報警。故障排除后，手動解除報警才能再次投入自動工作方式。

三、技術特征

1、電壓優(yōu)先

按電壓質(zhì)量要求自動投切電容器，電壓超出最高設定值時，逐步切除電容器組，直到電壓合格為止。電壓低于最低設定值時，在保證不過載的條件下逐步投入電容器組，使母線電壓始終處于規(guī)定范圍。

2、無功自動補償功能

在電壓優(yōu)先原則下，依據(jù)負荷無功功率大小自動投切電容器組，使系統(tǒng)始終處于無功損耗最小狀態(tài)。

3、智能控制功能

自動發(fā)出動作指令前首先探詢動作后可能出現(xiàn)的所有超限定值，減少動作次數(shù)。

4、異常報警功能

當電容器控制回路繼保動作拒動和控制器則自動閉鎖改組電容器的自動控制。

5、模糊控制功能

當系統(tǒng)處于電壓合格范圍的高端且在某特定環(huán)境時如何實施綜控原則是該系列產(chǎn)品設計的難點，由于現(xiàn)場諸多因素(如配置環(huán)境、受電狀況、動作時間、用戶對動作次數(shù)的限制等)而引起的頻繁動作是用戶最為擔憂的，應用模糊控制正是考慮了以上諸多因素使這一"盲區(qū)"得到合理解決。

6、綜合保護功能

每套裝置有開關保護(選配)，過壓、失壓、過流(短路)和零序繼電保護、雙星形不平衡保護、熔斷器過流保護、氧化鋅避雷器、接地保護、速斷保護等。

四、主要技術參數(shù)

1、額定電壓(AC) 6KV、10KV

2、系統(tǒng)電壓取樣(AC) 100V(PT二次線電壓)

3、交流電流取樣 0~5A(若PT取10KV側二次A、C相線電壓時，CT應取B相電流)

4、電壓整定值 6~6.6KV 10~11KV可調(diào)

5、動作間隔時間 1~60分鐘可調(diào)

6、功率因數(shù)整定值 0.8~0.99可調(diào)

7、電流互感器變化 50~5000/5A可調(diào)

8、動作需系統(tǒng)穩(wěn)定時間 2~10分鐘可調(diào)

五、使用環(huán)境

1、環(huán)境溫度 -15℃~+45℃

2、相對濕度 ≤85%

3、海拔高度 ≤2000m(2000m以上采用高原型)

4、周圍介質(zhì)無爆炸及易燃危險品、無足以損壞絕緣及腐蝕金屬的氣體、無導電塵挨、安裝地點無劇烈振動、無顛簸。

5、供電電源符合國家標準規(guī)定，沒有較強的諧波分量。

一、概述

WDB-K型低壓無功動態(tài)補償裝置采用大功率晶閘管投切開關，控制器可根據(jù)系統(tǒng)電壓，無功功率、兩相準則控制晶閘管開關對多級電容器組進行快速投切。晶閘管開關采用過零觸發(fā)方式，可實現(xiàn)電容器無涌流無沖擊投入，達到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、補償電網(wǎng)無功、改善功率因數(shù)、提高變壓器承載能力的目的?？蓮V泛應用于電力、冶金、石油、港口、化工、建材等工礦企業(yè)及小區(qū)配電系統(tǒng)。

二、裝置結構及主要元件技術性能

1、裝置結構

WDB-K型低壓無功動態(tài)補償裝置由控制器、無觸點開關組、并聯(lián)電容器組、電抗器、放電裝置及保護回路組成，整機設計為機電一體化。

2、主要元件技術性能

(1)控制器

WDB-K型低壓無功動態(tài)補償裝置控制器為全新數(shù)字化設計、軟硬件模塊化、集成度高、電磁兼容、抗干擾能力強，有12個輸出端子，可實現(xiàn)分相、平衡、分相加平衡三種方式補償。適用范圍廣，可滿足不同性質(zhì)負荷的補償需要?？筛鶕?jù)系統(tǒng)電壓、無功功率控制無觸點開關組投切，有手動和自動兩種操作模式，并具有過壓切除、過壓閉鎖、欠壓切除、超溫告警等保護功能。

(2)無觸點開關組

無觸點開關組是裝置的主要執(zhí)行元件，由晶閘管開關、散熱器、風扇、溫控開關、過零觸發(fā)模塊及阻容吸收回路構成，一體化設計單組可控最大容量為90kvar，晶閘管開關為進口元件，大功率、安全系數(shù)高。

(3)并聯(lián)電容器組

選用優(yōu)質(zhì)自愈式并聯(lián)電容器，可按不同容量靈活編碼組合，投切級數(shù)多，大容量補償可一次到位。

三、基本工作原理

裝置工作時由控制器實時監(jiān)測系統(tǒng)電壓及無功功率的變化。當系統(tǒng)電壓低于供電標準或無功功率達到所設定電容器組投切門限時，控制器給出投切指令。由過零電路迅速檢測晶閘管兩端電壓(即電容器和系統(tǒng)之間的電壓差)，當兩端電壓為零時觸發(fā)晶閘管，電容器組實現(xiàn)無涌流投入或無涌流切除。

四、主要技術參數(shù)

1、額定電壓 AC220V/380V±10% 50Hz

2、接線方式 三相四線

3、投切依據(jù) 系統(tǒng)電壓及無功功率

4、響應時間 ≤20ms

5、投切延時 0.1~30s(連續(xù)可調(diào))

6、投切精度 平均≤+2%

7、補償容量 60kvar~1080kvar

8、投切級數(shù) 1~18級

五、使用環(huán)境條件

1、工作環(huán)境溫度 -25℃~+45℃

2、空氣相對濕度 ≤85%

3、海拔高度 ≤2000m(2000m以上采用高原型)

4、安裝環(huán)境 無易燃、易爆、化學腐蝕、水淹及劇烈振動場所

5、安裝方式 戶內(nèi)屏式，戶外箱式

6、安裝條件 電網(wǎng)中諧波含量符合GB/T14549中0.38kV條款的規(guī)定

六、保護功能

具有過流、過壓、欠壓、溫度超限多種保護。裝置能在外部故障和停電時自動退出運行，送電后自動恢復。

關于軸向型、橫向型和角向型補償器對管系及管架設計的要求

（一）軸向型補償器 1、安裝軸向型補償器的管段，在管道的盲端、彎頭、變截面處，裝有截止閥或減壓閥的部們及側支管線進入主管線入口處，都要設置主固定管架。主固定管架要考慮波紋管靜壓推力及變形彈性力的作用。推力計算公式如下：

Fp=100*P*A

Fp-補償器軸向壓力推（N），

A-對應于波紋平均直徑的有效面積（cm2），

P-此管段管道最高壓力（MPa）。

軸向彈性力的計算公式如下：

Fx=f*Kx*X

FX-補償器軸向彈性力（N），

KX-補償器軸向剛度（N/mm）；

f-系數(shù)，當“預變形”（包括預變形量△X=0）時，f=1/2，否則f=1。

管道除上述部位外，可設置中間固定管架。中間固定管架可不考慮壓力推力的作用。

2、在管段的兩個固定管架之間，僅能設置一個軸向型補償器。

3、固定管架和導向管架的分布推薦按下圖配置。

補償器一端應靠近固定管架，若過長則要按第一導向架的設置要求設置導向架，其它導向架的最大間距可按下計算：

LGmax-最大導向間距（m）；

E-管道材料彈性模量（N/cm2）；

i-tp 管道斷面慣性矩（cm4）；

KX-補償器軸向剛度（N/mm），

X0-補償額定位移量（mm）。

當補償器壓縮變形時，符號“+”，拉伸變形時，符合為“-”。當管道壁厚按標準壁厚設計時，LGmax可按有關標準選取。

（二）橫向型及角向型補償器 1、裝在管道彎頭附近的橫向型補償器，兩端各高一導向支座，其中一個宜是平面導向管座，其上、下活動間隙按下式計算：

ε-活動間隙（mm）；

L-補償器有效長度（mm）；

△Y-管段熱膨脹量（mm）；

△X-不包括L長度在內(nèi)的垂直管段的熱膨脹量（mm）；

2、角向型補償器宜兩個或三個為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移，對Z形和L形管段兩個固定管架之間，只允許安裝一個橫向型補償器或一組角向型補償器。此時平面鉸鏈銷的軸線必須垂直于彎曲管段形成的平面（萬向鉸鏈補償器不受此限制）。

裝有一組鉸鏈補償器的管段，其平面導向架的間隙ε亦可按上式計算。但是L長度應為兩補償器鉸鏈軸之間的距離，△X是整個垂直管段的熱膨脹量。

3、補償器兩側的導向支座應接近補償器，支座的型式應使補償器能定向運動。