中壓柜式自動投切電容器組綜合特性

i. 除緊湊明亮外，柜體標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)的擴展、運輸和安裝。柜體的制作符合大多數(shù)常規(guī)柜體尺寸

ii. 優(yōu)化的柜體不對環(huán)境造成負擔(dān)，盡可能采用可回收材料對環(huán)境的影響小，主要是鋁、鋼板、裸銅等

iii. 電容器組設(shè)計為戶內(nèi)安裝方式和戶外安裝方式，柜體的防護等級可以從IP23到IP55

iv. 空氣絕緣的母排是技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)化，并且免維護

v. 斷路器和接地開關(guān)的操作機構(gòu)安裝在進線柜，這樣用接地的鋼板柜保持安全的隔離電容器柜

vi. 斷路器和接觸器采用環(huán)境友好的真空技術(shù)，保證長時間免維護運行

vii. 接觸器的動作狀態(tài)和熔絲的情況,不打開柜門可以直接觀察

viii. 保護裝置可以應(yīng)用多種通訊協(xié)議，同時可以裝設(shè)弧光傳感器.

2 柜式自動投切電容器組的型號及其應(yīng)用

柜式自動投切電容器組可以選用的型號如下:

型號A1: 柜式自動投切電容器組(不帶阻尼電抗器)

型號A2: 柜式自動投切帶阻尼電抗的電容器組

型號A3: 柜式自動投切帶調(diào)諧電抗的電容器組

2.2.1 帶或不帶阻尼電抗器的電容器組

帶或不帶阻尼電抗器的電容器組應(yīng)用于電網(wǎng)中不產(chǎn)生諧波的場合的功率因數(shù)補償，在所需補償容量超過單臺電容器能夠提供或使用的電纜有較大的截面時(例如大容量電動機場合) ，使用電容器組。

2.2.2 帶調(diào)諧電抗的電容器組(非調(diào)諧電容器組)

如果電網(wǎng)中有諧波存在，就必須注意電容器的容抗與電網(wǎng)的感抗不能在某一諧波頻率下形成諧振，帶調(diào)諧電抗的電容器組就是設(shè)計用于電網(wǎng)中有諧波時的功率因數(shù)補償。帶調(diào)諧電抗

的電容器組可以發(fā)出所需要的無功功率并且避免任何的電網(wǎng)諧振。

3 電容器組的安裝

在中壓電網(wǎng)中，電容器組有三種不同的安裝位置

3.1 集中安裝

對于所有負荷都是集中連接在一點上，這種方式是最為經(jīng)濟的，但這種方法不能解決電纜中的損耗(RI2)。

4 主要元件

4.1 功率因數(shù)調(diào)整器

諾基亞電容器的NC-12型功率因數(shù)調(diào)整器用于自動投切電容器組的控制，它確保向電網(wǎng)接入所需要的補償電容性無功功率。NC-12型功率因數(shù)調(diào)整器是模塊化、牢固的結(jié)構(gòu)、緊湊、菜單操作方式、易于安裝和使用。

4.2 斷路器

現(xiàn)在斷路器廣泛應(yīng)用于多樣化的需求:可以投切變壓器、架空線路、電纜、電容器、電抗器、電動機、濾波器以及電弧爐等。斷路器可以長期的使用并且操作壽命非常長，工業(yè)上低短路電流定值的配電網(wǎng)常常按切換大電流來處理，真空對于中壓斷路器是非常有效和環(huán)保的滅弧介質(zhì)。

4.3 接地開關(guān)

電路中接地部分的機械式開關(guān)設(shè)備在非正常的情況下可以耐受規(guī)定時間周期的短路電流，而在電路正常工作的情況下不通過電流。

具有制造短路能力的接地開關(guān)，在誤操作的情況下可以可靠的閉合以防止短路電流，從而保護人員和電容器組的安全。

接地開關(guān)帶彈簧操作機構(gòu)，因而其合閘能力與操作速度無關(guān)。

4.4 接觸器

真空接觸器適用于可以到24KV中壓的三相設(shè)備，其特性是電磁操作機構(gòu)可以頻繁投切、沒有工作循環(huán)方式的限制。適合用于戶內(nèi)和戶外安裝的交流負載，顯著的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、電氣壽命長(可以有100萬次的操作循環(huán))、免維護、可以垂直或水平安裝。

4.5 電抗器

4.5.1 阻尼電抗器

與電容器組串聯(lián)的阻尼電抗器可以限制電容器投切時的暫態(tài)開關(guān)電流和涌流。

當(dāng)電容器組分段投切時，就會產(chǎn)生很高的暫態(tài)電流。若一段已經(jīng)投入運行，再投入另一段與之并聯(lián)時，暫態(tài)電流就會非常的高。在電容器組上串聯(lián)阻尼電抗器，可以使涌流減少到控制設(shè)備可承受的范圍內(nèi)。

4.5.2 調(diào)諧電抗器

由于電容器的容抗隨頻率的增加而減少，電網(wǎng)中存在的諧波就會導(dǎo)致電容器組的過電壓和過電流，還存在電容器的電容與供電網(wǎng)和負載的電感發(fā)生諧振的情況。

調(diào)諧電抗器用于電網(wǎng)中有諧波產(chǎn)生時的無功補償，鐵心電抗器與電容器組串聯(lián)以防止系統(tǒng)諧振，同時在基波提供無功功率而不放大諧波。

4.6 電容器

高壓電容器是由電容元件串并聯(lián)組成的。電容元件的電極是用鋁薄制成，絕緣材料使用聚丙烯薄膜，每個元件都有單獨的熔絲。所有的電容器都內(nèi)附放電電阻，電容元件用環(huán)保安全型絕緣油浸漬。

電容器的外殼使用不銹鋼板并涂以抗氣候影響的油漆。電容器的損耗低、重量輕。

5 保護系統(tǒng)

5.1 熔絲

電容器組可以安裝高壓熔絲作為過電流和短路電流保護，.熔絲的額定電流值最小必須是電容器組分段的額定電流的兩倍。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時熔絲可以迅速熔斷，避免大的短路電流的機械應(yīng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。

5.2 過電流和接地保護

5.2.1 過電流及接地保護繼電器

組合式過電流和接地保護繼電器是一種對過電流、短路和接地故障經(jīng)濟有效保護的繼電器。還可以在保護裝置接入弧光傳感器，以保護母線系統(tǒng)和接觸器。

保護繼電器可以采用工業(yè)和電力系統(tǒng)中應(yīng)用的各種不同的通訊協(xié)議與自動控制系統(tǒng)相連，支持SPA總線、ModBus 總線的RTU主站、ModBus 總線的RTU分站、Profibus 總線的DP及TCP/IP通信協(xié)議。

l 三相無方向性過電流保護

l 非直接接地故障保護

l 三相電纜過溫度保護

l 缺相保護

l 電流不平衡保護

l 斷路器失靈保護

l 電弧故障保護(選項)

5.2.2 過電流保護的電流互感器

柜內(nèi)安裝的支持式電流互感器

l 額定容量:15 VA

l 精度等級:5P10

l 額定短時熱穩(wěn)定電流:16 to 25 kA / 1 sec

l 變比:200/5 A~ 700/5 A (根據(jù)電容器組的電流)

5.3 不平衡電流保護

這種保護用于電容器組中單相電容器雙星形接法組成的電容器段。

這種保護的目的在于斷開故障的電容器段，避免本段的其他正常電容器上出現(xiàn)超過10%的過電壓，過電壓的產(chǎn)生是電容元件的內(nèi)部故障使其熔絲熔斷造成的。為此功能，單相電容器按雙星形并聯(lián)接線，雙星形的中性點經(jīng)過電流互感器連接。只要有故障發(fā)生，電流互感器就會有電流流過，保護繼電器就會動作。

5.3.1 不平衡保護繼電器NUR-36

NUR-36繼電器是一種單相、靈敏的過電流保護繼電器。它的特點是兩段的過電流保護，具有獨立的參數(shù)和輸出繼電器。牢固的結(jié)構(gòu)很適合面板安裝(DIN43700)。繼電器的試驗根據(jù)IEC255-5c,255-22-2 class III,801-4 class III等標(biāo)準(zhǔn)進行，完全符合CE的要求。測量數(shù)據(jù)及保護功能由數(shù)碼及LED顯示。

5.3.2 不平衡保護電流互感器

柜內(nèi)安裝的支持式電流互感器

l 額定容量:15 VA

l 精度等級:5P10

l 額定短時熱穩(wěn)定電流: 1 kA / 1 sec

l 變比:5/5 A~30/5 A (根據(jù)不平衡電流)

6 柜式自動投切電容器組規(guī)范

本文適用于1.2 柜式固定補償電容器組的通用特性

· i. 除緊湊明亮外，柜體標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)的擴展、運輸和安裝。柜體的制作符合大多數(shù)通用柜體的規(guī)格

· ii. 優(yōu)化的柜體不對環(huán)境造成負擔(dān)，盡可能采用可回收材料對環(huán)境的影響小，主要是鋁、鋼板、裸銅等

· iii. 電容器組設(shè)計為戶內(nèi)安裝方式和戶外安裝方式，柜體的防護等級可以從 IP23 到 IP55

· iv. 空氣絕緣的母排是技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)化，并且免維護 · v. 斷路器和接地開關(guān)的操作機構(gòu)安裝在進線柜，這樣用接地的鋼板柜體與電容器柜保持安全隔離

· vi. 熔絲的動作狀態(tài) , 不打開柜門可以直接觀察

· vii. 保護裝置可以應(yīng)用多種通訊協(xié)議，也可以裝設(shè)電弧光傳感器 .

2 柜式固定補償電容器組的型號及其應(yīng)用

柜式固定補償電容器組可以選用的型號如下:

型號 F1: 柜式固定補償電容器組 ( 不帶阻尼電抗器 )

型號 F2: 柜式固定補償帶阻尼電抗的電容器組

型號 F3: 柜式固定補償帶調(diào)諧電抗的電容器組

2.2 電容器組中電抗器的應(yīng)用

2.2.1 帶或不帶阻尼電抗器的電容器組

帶或不帶阻尼電抗器的電容器組應(yīng)用于電網(wǎng)中不產(chǎn)生諧波場合的功率因數(shù)補償，在所需補償容量超過單臺電容器能夠提供或使用的電纜有較大的截面時(例如大容量電動機場合) ，使用電容器組。

2.2.2 帶調(diào)諧電抗的電容器組 ( 非調(diào)諧電容器組 )

如果電網(wǎng)中有諧波存在，就必須注意電容器的容抗與電網(wǎng)的感抗不能在某一諧波頻率下形成諧振，帶調(diào)諧電抗的電容器組就是設(shè)計用于電網(wǎng)中有諧波時的功率因數(shù)補償。帶調(diào)諧電抗的電容器組可以發(fā)出所需要的無功功率并且避免任何的電網(wǎng)諧振。

3 電容器組的安裝

在中壓電網(wǎng)中，電容器組有三種不同的安裝位置

3.1 集中安裝

對于所有負荷都是集中連接在一點上，這種方式是最為經(jīng)濟的，但這種方法不能解決電纜中的損耗( RI 2 )。

諾基亞電容器的NC-12型功率因數(shù)調(diào)整器用于自動投切電容器組的控制，它確保向電網(wǎng)接入所需要的補償電容性無功功率。NC-12型功率因數(shù)調(diào)整器是模塊化、牢固的結(jié)構(gòu)、緊湊、菜單操作方式、易于安裝和使用。

4.2 斷路器

現(xiàn)在斷路器廣泛應(yīng)用于多樣化的需求:可以投切變壓器、架空線路、電纜、電容器、電抗器、電動機、濾波器以及電弧爐等。斷路器可以長期的使用并且操作壽命非常長，工業(yè)上低短路電流定值的配電網(wǎng)常常按切換大電流來處理，真空對于中壓斷路器是非常有效和環(huán)保的滅弧介質(zhì)。

4.3 接地開關(guān)

電路中接地部分的機械式開關(guān)設(shè)備在非正常的情況下可以耐受規(guī)定時間周期的短路電流，而在電路正常工作的情況下不通過電流。

具有制造短路能力的接地開關(guān)，在誤操作的情況下可以可靠的閉合以防止短路電流，從而保護人員和電容器組的安全。

接地開關(guān)帶彈簧操作機構(gòu)，因而其合閘能力與操作速度無關(guān)。

4.4 接觸器

真空接觸器適用于可以到24KV中壓的三相設(shè)備，其特性是電磁操作機構(gòu)可以頻繁投切、沒有工作循環(huán)方式的限制。適合用于戶內(nèi)和戶外安裝的交流負載，顯著的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、電氣壽命長(可以有100萬次的操作循環(huán))、免維護、可以垂直或水平安裝。

4.5 電抗器

4.5.1 阻尼電抗器

與電容器組串聯(lián)的阻尼電抗器可以限制電容器投切時的暫態(tài)開關(guān)電流和涌流。

當(dāng)電容器組分段投切時，就會產(chǎn)生很高的暫態(tài)電流。若一段已經(jīng)投入運行，再投入另一段與之并聯(lián)時，暫態(tài)電流就會非常的高。在電容器組上串聯(lián)阻尼電抗器，可以使涌流減少到控制設(shè)備可承受的范圍內(nèi)。

4.5.2 調(diào)諧電抗器

由于電容器的容抗隨頻率的增加而減少，電網(wǎng)中存在的諧波就會導(dǎo)致電容器組的過電壓和過電流，還存在電容器的電容與供電網(wǎng)和負載的電感發(fā)生諧振的情況。

調(diào)諧電抗器用于電網(wǎng)中有諧波產(chǎn)生時的無功補償，鐵心電抗器與電容器組串聯(lián)以防止系統(tǒng)諧振，同時在基波提供無功功率而不放大諧波。

4.6 電容器

高壓電容器是由電容元件串并聯(lián)組成的。電容元件的電極是用鋁薄制成，絕緣材料使用聚丙烯薄膜，每個元件都有單獨的熔絲。所有的電容器都內(nèi)附放電電阻，電容元件用環(huán)保安全型絕緣油浸漬。

電容器的外殼使用不銹鋼板并涂以抗氣候影響的油漆。電容器的損耗低、重量輕。

5 保護系統(tǒng)

5.1 熔絲

電容器組可以安裝高壓熔絲作為過電流和短路電流保護，.熔絲的額定電流值最小必須是電容器組分段的額定電流的兩倍。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時熔絲可以迅速熔斷，避免大的短路電流的機械應(yīng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。

5.2 過電流和接地保護

5.2.1 過電流及接地保護繼電器

組合式過電流和接地保護繼電器是一種對過電流、短路和接地故障經(jīng)濟有效保護的繼電器。還可以在保護裝置接入弧光傳感器，以保護母線系統(tǒng)和接觸器。

保護繼電器可以采用工業(yè)和電力系統(tǒng)中應(yīng)用的各種不同的通訊協(xié)議與自動控制系統(tǒng)相連，支持SPA總線、ModBus 總線的RTU主站、ModBus 總線的RTU分站、Profibus 總線的DP及TCP/IP通信協(xié)議。

保護功能:

l 三相無方向性過電流保護

l 非直接接地故障保護

l 三相電纜過溫度保護

l 缺相保護

l 電流不平衡保護

l 斷路器失靈保護

l 電弧故障保護(選項)

5.2.2 過電流保護的電流互感器

柜內(nèi)安裝的支持式電流互感器

l 額定容量:15 VA

l 精度等級:5P10

l 額定短時熱穩(wěn)定電流:16 to 25 kA / 1 sec

l 變比:200/5 A~ 700/5 A (根據(jù)電容器組的電流)

5.3 不平衡電流保護

這種保護用于電容器組中單相電容器雙星形接法組成的電容器段。

這種保護的目的在于斷開故障的電容器段，避免本段的其他正常電容器上出現(xiàn)超過10%的過電壓，過電壓的產(chǎn)生是電容元件的內(nèi)部故障使其熔絲熔斷造成的。為此功能，單相電容器按雙星形并聯(lián)接線，雙星形的中性點經(jīng)過電流互感器連接。只要有故障發(fā)生，電流互感器就會有電流流過，保護繼電器就會動作。

5.3.1 不平衡保護繼電器NUR-36

NUR-36繼電器是一種單相、靈敏的過電流保護繼電器。它的特點是兩段的過電流保護，具有獨立的參數(shù)和輸出繼電器。牢固的結(jié)構(gòu)很適合面板安裝(DIN43700)。繼電器的試驗根據(jù)IEC255-5c,255-22-2 class III,801-4 class III等標(biāo)準(zhǔn)進行，完全符合CE的要求。測量數(shù)據(jù)及保護功能由數(shù)碼及LED顯示。

5.3.2 不平衡保護電流互感器

柜內(nèi)安裝的支持式電流互感器

l 額定容量:15 VA

l 精度等級:5P10

l 額定短時熱穩(wěn)定電流: 1 kA / 1 sec

l 變比:5/5 A~30/5 A (根據(jù)不平衡電流)