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1、讲课人：刘淑敏工作单位：CQC南京分中心电话:低压成套无功功补偿 装置标准及产品介绍 低压成套无功功补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功补偿装置标准及产品介绍1.概述 低压成套无功功率补偿装置广泛地应用在制造业、冶金、化工、电力、石化、汽车、造船、建筑、通讯、医院、机场等用并联电容器对连续运行的异步电动机、感性负荷进行无功功率补偿。无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产
2、品介绍2.标准适用范围与目的 低压成套低压成套无功功率补偿装置GB/T 15576-2008（以下简称标准），适用于额定电压交流不超过1000V(或1140V)，频率不超过1000Hz低压成套低压成套无功功率补偿装置。标准规定了低压低压成套无功功率补偿装置定义，并阐明其使用条件，结构要求，技术性能和试验 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍3.低压成套无功功率补偿装置组成及分类3.1低压成套无功功率补偿装置组成 低压成套无功功率补偿装置是由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造商完成所有内部的电气和机械的
3、连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍3.2低压成套无功功率补偿装置分类 1）按安装部位分类，可分为集中补偿、分组补偿和末端补偿。2）按主电路控制投切电容器的元件分类:a)机电开关(例:接触器)投切 b)半导体电子开关(例:晶闸管)投切 c)复合开关(半导体电子开关和机电开关并联的组合体)投切。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 3）按补偿相数分类：a)分相补偿 b)三相补偿 c)混合补偿（单相、三相混合补偿）。4）按控制投切电容器的元件分类:a)机电开关（如接触器）投
4、切 b)半导体电子开关（如晶闸管）投切 c)复合开（如半导体电子开关和机电开关并联的组合体）投切。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4.典型产品介绍4.1集中补偿装置 是指将补偿装置安装在变电所对无功功率进行集中补偿的装置，典型产品如图1和图2所示。低压成套无功功率补偿装置标准及产品低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍介绍 图1无功补偿装置正面图 图2无功补偿装置结构图低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4.2分组补偿装置 是指将补偿装置安装在功率因数较低的用电单元或母线上对供配电系统中的一部分（区域）无功功率
5、进行分段（区域）补偿的装置，如图3所示。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图3 成套分组补偿装置低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4.3末端补偿装置 是指将成套低压成套无功功率补偿装置直接并联安装在感性用电设备(如电动机、变压器）附近对无功功率进行补偿的装置.通常是指对于某一台设备进行补偿,安装 在设备附近,适用于单台设备容量较大,电力用户输电线路较长,就地平衡电流,使电压质量得到保证，减少线路损耗。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 安装在变压器旁的杆上 末端补偿的
6、装置 图4 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4.4低压补偿装置的补偿方式 1）三相共补 传统的补偿方式都是采用三相共补的方式，根据控制器统一采样，各相投入相同的补偿容量，这样的补偿方式如图1所示，适用于三相负载基本平衡。各相的负载cos相近的网络。2）三相分补 三相分补的方式就是各相分别取样，各相分别投入，适用于各相感性负载相差较大，负载cos值有较大差别的场合，接线如图2所示，常用单台额定电压230V电容器，电容器接法Y。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 3）-Y共补与分补相结合 由于三相符合的分散性造成
7、三相电流的不平蘅，各相功率因数同样不平衡，有时误差很大，控制器可根据实际情况，进行单相投补或三相同时投补。三相共补的部分电容器接线为接线，三相分补部分电容器接线为Y接线如图3所示。这种补偿方式比较灵活，适用于有不平衡的负载电流。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图5 三相共补的接线 图6三相分补的接线 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图7 三相共补与三相分补的接线 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4.5补偿装置中的关键原器件 1）断路器 低压断路器也称为自动空气
8、开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。（1）断路器主要品种 万能式断路器(见图8)塑壳断路器(见图9)、漏电断路器、小型断路器、高分段小型断路器、高分段小型漏电断路器、小型漏电断路器、智能型万能式断路器等。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍
9、低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图9塑壳断路器图8万能式断路器低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 （2）断路器作用:a.正常情况下接通和断开电路中的空载及负荷电流 b.在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍（3）断路器的选择 断路器的选择必须按正常的工作条件进行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳定。此外，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器
10、使用条件时，应采取有效措施。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍（4）对断路器有以下几个方面的要求 a.断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。b.应有足够的分断能力额定运行短路分断能力(Ics)额定极限短路分断能力(Icu)，并保证有足够的热稳定和动稳定(Icw)。c.具有尽可能短的分断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍（5）断路器和其他普通开关的不同点：a.适用电压等级高 b.灭弧介质及方式,有真空,少油,多油及六氟化硫
11、等等 c.灭弧能力强,效果好.一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题,需要润滑的常常是它的操动机构 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 2）接触器 低压电力负载一般为异步电动机等感性负载且经常处于轻载运行，电网的功率因数较低。通常需在电网中接入电容器组进行无功功率补偿，提高其功率因数，以减少线路损耗和电压降。切换电容器接触器主要是装在无功功率补偿装置中，供作接通和分断并联电容器组之用。应当是计算出电容器电路中稳态过电流和实际电力系统中接通电容器时可能产生的最大涌流峰值来合理选用接触器，这样才能保证正确的安全操作。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍
12、低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍（1）接触器的选择 1）根据电容器组的放电选择电容器组切换后，电容器组上的剩余电压降至50V时的时间应不大于3min。如装置中采用的电容器本身或装置中已设有放电部件能满面足以上要求时，可选用不带放电电路的切换电容器专用接触器，否则就应选用具有强制泄放电阻电路切换电容器专用接触器(见图10)。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图10 投切电容器接触器低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍(2）根据最大稳态电流下运行选择 电容器组运行时的谐波电压与高达1.1倍额定工作电压的工频过
13、电压，会产生较大的电流。电容器组电路中的设备器件应能在额定功率、额定正弦电压所产生的均方根值不超过1.3倍额定电流下连续运行。由于实际电容器的电容值可能达到额外负担规定电容值的1.1倍，故此电流可能达到1.3*1.1=1.43倍电容器组的额定电流。则元器件及辅件的选择应满足1.43倍电容器额定电流条件下连续运行。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍(3）根据涌流峰值的抑制选择 电容器组投入瞬间产生的涌流峰值在GB/T155762008规定:a)采用半导体电子开关及复合开关投切电容器的涌流限制在该电容器的额定电流的5倍以下b)采用机电开关投切电容器的涌流应
14、限制在该组电容器额定电流的100倍以下。3)3)隔离开关、熔断器及其组合电器隔离开关、熔断器及其组合电器应符合GB14048.3-2002 低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器标准的规定。GB13539.1-2002低压熔断器基本要求 GB13539.2-2002专职人员使用的熔断器的补充低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍4)复合开关 从结构形式来看，主要分为一体式(见图11)和分体式(见图12)两种 图11 一体式图12分体式低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压
15、成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 (1）一体式机电复合开关 一体式机电复合开关，是将CPU控制单元、晶闸管、交流接触器、以及连接导线和安装附件等，组装在同一个外壳中，形成一个独立的整体。见图4 缺点：由于体积小，其开断容量和通风散热均受到了限制，一般只能用于小容量的电容器投切。特别是有些一体式复合开关的外壳做成不可拆卸的形式，一旦开关中某个器件损坏时，只能整体更换，造成了一定的浪费。优点：一体式机电复合开关结构紧凑、体积小巧、相应的外部接线少，因此，给安装带来了方便。低压成套无功功率补偿装置标准及产品低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍介绍 机电一体化复合开关低压成套无功功率补偿装置标准及
16、产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 （2）机电一体化开关的基本构成 a.CPU控制单元 接收无功补偿控制器发出的电容器投切信号，即“控制信号1”，并按预先设定的程序发出晶闸管和交流接触器的通断控制信号.b.晶闸管电子开关它接收CPU控制单元发出的触发信号，实现电容器的零电压投入和零电流切除功能。c.交流接触 接收CPU控制单元发出的分合指令，即“控制信号2”。交流接触器只在稳态时，起到无功补偿电容器与电网之间的能量传递作用。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 (3)机电一体化复合开关的动作时序 a.投入时段 首先使晶闸管电子开关在电压过零时
17、刻导通，将电容器平稳可靠地接入电网，并维持导通状态；接着使交流接触器导通，使其处于同晶闸管并联工作的状态，并持续一段时间；最后，电路已处于稳定工作状态，将晶闸管断开退出工作,使交流接触器独立承担电容器与电网的连通作用.低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 b.切除时段 首先使晶闸管电子开关导通，使其处于同交流接触器并联工作的状态；接着使交流接触器断开退出工作，电容器与电网的连通作用短时内由晶闸管独立承担；最后切除晶闸管的触发信号，使晶闸管在电流过零时自然关断。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 （4）分体式机电复
18、合开关 分体式机电复合开关，是将CPU控制单元、晶闸管、阻容吸收电路等做成一个整体，构成一个独立的程序化控制单元，该单元不含交流接触器，而是与交流接触器配套使用。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 5)晶闸管电子开关 采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关，较常采用的接线方式如图5。图中BK为半导体器件，C1为电容器组。这种接线方式采用2组开关，另一相直接接电网省去一组开关，有很多优越性。如控制器的采样物理量为电流，通过套装在主进某相母线上的采样电流互感器T对负载电流采样。由控制器计算出无功电流，并按无功电流大小确定所需投入电容器的组数，发出触发脉冲
19、进行投切。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图13半导体器件低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍利用晶闸管可实现电压过零投入、电流过零切除、开关无触点、反应速度快等特性，可实现电容器的投入无涌流、切除无过压、投切无电弧的快速动态补偿功能，因而较好地解决了电容器投切时产生的暂态冲击现象。，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 5)无功功率补偿控制器 无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型（见图14）。
20、选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图14无功功率补偿控制器（无功电流）低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 控制器型号由类别代号（JK）、特征代号（见表1）、品种代号（阿拉伯数字）设计代号等组成。举例JKL1C-W（JK：类别代号，L：无功电流，1：品种代号，C
21、：第3次设计，W：户外使用控制器 表1控制器的特征代号 特 征 代 号 第一个字母 第二个字母 第三个字母 G LW 无 D 无 F取样物理量为功率因数取样物理量为无功电流取样物理量为无功功率静态补偿动态补偿三相补偿分相补偿低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 (1）功率因数型控制器 功率因数用cos表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cos=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门
22、限；cos=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cos只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 (2）无功功率（无功电流）型控制器 无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测。如线路在重负荷时，哪怕cos已达到0.99（超前），只要再投一组电容器不发生过补
23、，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍6)6)串联电抗器选用串联电抗器选用应符合应符合GB 10229 电抗器标准的规定电抗器标准的规定.它的作用主要有两点：一是限制合闸涌流，使其不超过额定电流的20倍；二是抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。因此电抗器在补偿装置中的作用非常重要。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍b.滤波用 图6 电抗器 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率
24、补偿装置标准及产品介绍 （1）电抗器的电抗率K值的确定 a.仅考虑限制合闸涌流时，则选 K=（0.5-1）%即可满足标准要求。但这种电抗器对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。b.系统中电网背景谐波为5次及以上时，这时应配置电抗率为（4.5-6）%较多。国际上也通常采用 c.配置6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但有明显的放大3次谐波作用。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 e.当系统中背景谐波为3次及以上时，应配置电抗率为12%的电抗器。f.配置电抗器，同时要考虑电容器的端电压升高，由于电容器电压升高，不但限制了电容器的投运量，而且影响了电容器的
25、寿命，许多电容器的爆炸，鼓肚等大多数情况是由于端电压升高所致。因此，对串联电抗器应充分考虑电容器电压升高所带来的影响。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 7)电容器 通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍应符合GB/T12747标称电压1000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器
26、。电容器电容器 电容器电容器低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 不同的电容器储存电荷的能力不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）=1000000微法（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 1）电容器的分类 根据介质的不同，电
27、容器可简单分为三类 （1）电解类 电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。目前最常用的电解电容有铝电解和钽电解。广义上讲，电解质包括电解液、二氧化锰、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等。后面的几种是目前比较尖端的电容器。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 （2）薄膜类 以往的纸介电容器、塑料薄膜电容器多用板状或条状的铝箔作为电极，现在，大多采用真空蒸镀的方式在电容器纸、有机薄膜等的表面涂覆金属薄层作为电极。由于金属化形式的出现，该类电容器在
28、小型化和片式化方面有了长足的发展，对电解电容器构成一定的挑战和威胁。（3）瓷介类 陶瓷电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质，在电介质的表面印刷电极浆料，经低温烧结制成。陶瓷电容器的外形以片式居多，也有管形、圆片形等形状。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 目前补偿装置中大多使用的是自愈式电容器。自愈式电容器采用单层聚丙烯膜做为介质，表面蒸镀了一层薄金属作为导电电极。当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，使金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自
29、动恢复绝缘。因此,这种可以自动恢复的电容,即称为所谓自愈式电容器.低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 2）电容器的作用 在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号（见图7）。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1F以上的电容均为电解电容，而1F以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不
30、同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 图7电容器的容抗并非一个恒定的数值，它与频率（f）和电容量（C）的乘积成反比。电容量越大，则容抗越小，所能适应的频率范围更广，滤波效果也就越好。低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍3)3)电容器的容量电容器的容量 额定补偿容量额定补偿容量 电容器组在设备的额定电压下的额定容量值。标称补偿容量标称补偿容量 电容器组在标称额定电压下的额定容量值。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍
31、 4 4）电容器的参数计算（经验公式）电容器的参数计算（经验公式）（1 1）确定电容量）确定电容量额定工作电压400V时：1KVAr19.9=19.9F 25KVAr19.9=497.5F 30KVAr19.9=597F （2 2）电容量与电流的关系（经验公式）电容量与电流的关系（经验公式）C=14I (额定工作电压400V时)C14=I 497.5 14=35.5A 36A (25KVAr)597 14=42.6A 43A (30KVAr)（3 3）无功功率与电流的关系）无功功率与电流的关系(经验公式经验公式)1 KVAr1.44=1.44A (额定工作电压400V时)25 KVAr1.44
32、=36A 30 KVAr1.44=43.2A43A低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 5 5）电源电压低于电容器电压参数计算（经验公式）电源电压低于电容器电压参数计算（经验公式）电容器的铭牌数据:额定电压0.45KV额定电流38.5A容量30kvar50HZ角接,若上述电容用在0.4KV电路中进行补偿,电流会比额定电流低,容量会降低到23.7kvar.（1 1）确定下降电容量）确定下降电容量 Qc(0.40.4）(0.450.45）30K 23.7（kvar）（2 2）确定下降电流（经验公式）确定下降电流（经验公式）Ic0.40.4538.5=34.2
33、（A)低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍6 6）电容器的参数计算（正常公式）电容器的参数计算（正常公式）电容器的铭牌数据:额定电压0.45KV额定电流38.5A,容量30kvar50HZ角接,若上述电容用在0.4KV电路中进行补偿,电流会比额定电流低,容量会降低到多少？Q=1.73205*U*I I Q1.73205*UI301.73205*0.4538.5AZ=0.4538.5=11.67用于用于0.4KV0.4KV电路中电路中I I40011.6740011.6734.2A34.2A低压成套无功功率补偿装置标准及产低压成套无功功率补偿装置标准及产品
34、介绍品介绍 7)电容器额定电流（A）：式中：Q为电容器容量（kvar），U为额定电压（kV），I为额定电流（A）低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍5 术语和定义术语和定义 5.1低压成套低压成套无功功率补偿装置低压成套低压成套无功功率补偿装置 由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。5.25.2无功功率补偿无功功率补偿 因为在电容上建立电压首先需要有个充电过程，随着充电过程，电容上的电压逐步提高，这样就会先有电流，后建立电压的过程
35、，通常我们叫电流超前电压90度。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 电动机、变压器等有线圈的电感电路，因通过电感的电流不能突变的原因，它与电容正好相反，需要先在线圈两端建立电压，后才有电流，纯电感电路的电流滞后电压90度。由于功率是电压乘以电流，当电压与电流不同时产生时（如：当电容器上的电压最大时，电已充满，电流为0；电感上先有电压时，电感电流也为0），这样，得到的乘积（功率）也为0！这就是无功。那么，电容的电压与电之间的关系正好与电感的电压与电流的关系相反，就用电容来补偿电感产生的无功，这就是无功补偿的原理。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压
36、成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 电感两端电压和电流的相量图和波形图低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍。电容电压和电流的波形图低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍能量转换：1与3个1/4周期：p为正，电容器被充电，从电源吸取能量。2与4个1/4周期：p为负，电容器放电，向电源释放能量。平均功率：纯电容线路无能量损耗，平均功率为零。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍5.35.3集中补偿装置集中补偿装置 将成套无功功率补偿设备安装在变电所对无功功率进行集中补偿的设备5.45
37、.4分组补偿装置分组补偿装置将成套无功功率补偿设备安装在功率因数较低的用电单元或母线上对供配电系统中的一部分（区域）无功功率进行分段（区域）补偿的设备。5.55.5末端补偿装置末端补偿装置 将成套无功功率补偿设备直接并联安装在感性用电设备附近对无功功率进行补偿的设备。5.65.6涌流涌流 在电容器投入瞬间产生的最大瞬态过电流。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍5.75.7动态响应时间（动态响应时间（T T）从系统的无功开始变化时刻起到成套设备输出的无功开始变化时的时间间隔。5.85.8 额定补偿容量额定补偿容量 电容器组在设备的额定电压下的额定容量值5
38、.95.9功率因数功率因数 通常所说的功率因数是指有功功率因数，用cos表示。在交流电路里，电压与电流的乘积是视在功率，而能起到作功的一部分功率是有功功率，则有功功率与视在功率的比值，即称为功率因数。功率因数的表达式为cos=P/S。功率因数的大小决定于负荷性质，在纯电阻性负荷的电路里，功率因数为1；在具有感性、容性（兼有阻性）负荷的电路里，功率因数小于1。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍6 6 正常使用条件正常使用条件6.1周围空气温度 户内型 周围空气温度不高于+40，不低于-5。户外型 周围空气温度不高于+40，不低于-25。6.2大气条件周围
39、空气温度 户内型 空气相对湿度+40时不超过50%，在温度较低时,允许有较高的湿度.例如+40时不超过90%。户外型 温度为+25，相对湿度可达100%。6.3海拔高度不超过2000m.低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍7.检验分类检验分类 7.1出厂（例行）检验 （1）一般检查 （2）通电操作试验 （3）介电强度试验 （4）保护电路有效性试验 （5）工频过电压保护试验 （6）缺相保护试验7.2型式试验 （1）一般检查 （2）通电操作试验 （3）温升试验 （4）机械操作试验 （5）介电强度试验 （6）保护电路有效性试验低压成套无功功率补偿装置标准及产品
40、介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 （7）防护等级试验 （8）短路强度试验和短路保护功能验证 （9）电磁兼容（EMC）试验 （10）噪声测试 （11）工频过电压保护试验 （12）放电试验 (13）涌流试验 （14）动态响应时间测试 （15）缺相保护试验 (16)抑制谐波或滤波功能验证 (17)基本环境试验 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍7.2介绍部分试验 1.一般检查GB/T15576-2008 7.1 1）仪器设备 数显尺、游标卡尺 2）试验方法及要求（1)装置结构检查：a.装置材料应能承受一定的电气和热应力及正常使用条件下遇到的潮湿影响
41、；b.装置的门应能在不小于900的角度内灵活启闭，同一组合的装置，应装设可互用的锁；低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 c.壳体外表面，一般应喷涂无眩目反光的覆盖层，表面不得有起泡、裂纹或流痕等缺陷；d.装置内母线的相序排列应符合 GB/T15576-2008表1的规定。(2)元器件的选择和安装 a.元器件的选择应适于指定的用途及相关的标准，并应按制造厂的说明书进行安装（应考虑需要的飞弧距离、拆卸灭弧栅需要的空间）便于接线，维修和更换，内部操作调整和复位的元件应易于操作；低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 b.
42、用于投切的控制器的物理量 功率因数,无功电流,无功功率 c.接线座安装在装置基准面的2m,紧急操作器件应装在距装置安装基准面的范围内。(3)指示灯、按钮及导线GB/T 4025导线的颜色或数字标识 GB/T 4025 指示灯和按钮的颜色 低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 c.主电路母线和导线的截面应根据不小于通过电路额定工作电流来选择；d.电容器支路导线的载流量应不小于电容器额定工作电流的1.5倍。4)电气间隙和爬电距离 装置内不同极性的裸露带电体之间，以及他们与外壳之间的电气间隙和爬电距离不应小于表1的规定低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压
43、成套无功功率补偿装置标准及产品介绍额定绝缘电压 Ui V电气间隙 mm爬电距离 mmUi60 5 560 Ui300 6 10300 Ui69010 14690 Ui80016 20800 Ui1000（或1140V）18 24表1低压无功补偿装置标准及产品介绍低压无功补偿装置标准及产品介绍5)设备的控制和保护设备的控制和保护 采用机电开关投切时应保证在自动投切时，每一组电容器投入或切除过程中，其端子间的电压不高于电容器额定电压的10%（例如：当电容器再次投入时有一定的延时时间）。设备应设有瞬态过电压保护，设备的瞬态过电压是指通断操作过电压和雷击过电压，为了保证设备的可靠运行应将这种过电压限制
44、在22倍的额定电压 以下。6)铭牌检查铭牌检查:每台设备应配备一至数个铭牌，铭牌字迹应清晰，安装应坚固、耐久，其位置应该是在设备安装好后，易于看见的地方。在设备的铭牌上应标明：a）制造商（生产厂）或商标；b）产品名称；c）产品型号；d）执行标准；e）制造日期；f）额定电压；g）额定频率；h）额定补偿容量。低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍文件资料制造厂应按每批产品的类型，随附下列文件资料。a）装箱文件资料清单；b）安装与使用说明书；c）电路图；d）产品合格证明书。在技术文件中规定设备电气元件的安装、操作和维修条件。如果有必要，设备的运输、安装和
45、使用说明书上应指出某些方法，这些方法对合理地、正确地安装、交付使用与操作设备是极为重要的。如果电器元件的安装排列使电路的识别不很明显，则应提供有关资料，诸如接线图或接线表。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍2.通电操作试验GB/T15576-2008 7.2 1）仪器设备操作试验台(三相调压器、0.5级以上的电压表)谐波功能的设备 2）试验方法 检查装置内部接线正确后在辅助电路分别通以85%和110%的条件下，各操作5次；动作灵活.有抑制谐波的或滤波功能装置还应符合标准的（a.有抑制谐波功能的设备，应根据设备提供的抑制谐波技术参数，通以适量谐波以验证设
46、备的抑制谐波单元通电工作正常，设备投入后系统的谐波电流含量不应增加；b)有滤波功能的设备，应根据设备提供的滤除谐波技术参数，通以适量谐波以验证设备的滤波单元通电工作正常，设备投入后系统的电流谐波总含量至少应减少50%。符合以上规定，则此项试验通过。2)试验结果判定：符合以上规定,则此项试验通过.低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 3.温升试验 1）仪器设备 测温仪 2）试验方法 温升试验时，装置应符合规定的防护等级放置，应对电容器单元施加实际正弦波的交流电压 电容器额定电流（A）：电容器采用星接法Iq=Q/U如果电容器采用三角接法：Iq=Q/U3 式中
47、：Q为电容器容量（Kvar），U为额定电压（KV），I为额定电流（A）低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍3温升 GB/T15576-2008 7.3温升试验时，周围空气温度在+10+40范围内,应对电容器单元施加实际波形的交流电压，在整个试验过程中，电压值应使电容器支路的电流不小于其额定电流。试验时设备的防护等级应满足规定的要求。试验时应有足够的时间使温度上升达稳定值，一般当温度变化不超过1K/h时，即认为温度稳定，然后测取各部分温升。测量可用温度计或热电偶。测取温升时，需测量设备的周围空气温度，此测量应在试验周期的最后四分之一期间内进行。至少应该用两
48、个温度计或热电偶均匀布置在设备的周围在高度约等于设备的二分之一，距设备1m远的地方安装，然后取它们读数的平均值，即为设备的周围空气温度。测量时应防止空气流动和热辐射对测量仪器的影响。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 低压成套无功功率补偿装置标准及产低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍品介绍 7)电容器额定电流（A）：式中：Q为电容器容量（kvar），U为额定电压（kV），I为额定电流（A）低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 温升试验时，装置应符合规定的防护等级放置，应对电容器单元施加电容器工作时的额定交流电
49、压。当温度变化不超过1k/h即认为温度稳定。（3）试验结果判定 温升不超过的规定为合格。低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 部位温升(K）连接外部绝缘导线的端子母线固定连接处铜铜铜搪锡铜搪锡铜镀银铜镀银铝搪锡铝搪锡铝搪锡铜搪锡操作手柄金属绝缘材料可接触的外壳和覆板金属绝缘材料表低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍 4.机械操作试验（GB/T15576-2008 7.4）（1）仪器设备 机械操作装置 （2）试验方法 装置某些需手动操作的部件，操作次数应型式试验50次,出厂试验5次。（3）试验结果判定 承受上述操作次
50、数而不受损伤为合格。2.7低压成套无功功率补偿装置标准低压成套无功功率补偿装置标准 5.介电强度试验（GB/T15576-2008 7.5）（1）仪器设备 耐压测试仪 （2）试验方法 1）施压部位：A-B.C.N.PE B-A.C.N.PE C-A.B.N.PE N辅助回路-PE 相-操作手柄 绝缘外壳-相地2.7低压成套无功功率补偿装置低压成套无功功率补偿装置标准标准 2）主电路和与其直接连接的辅助电路施压值见表3，不与主电路直接连接的辅助电路见表4，带电部件与绝缘材料制成或覆盖的外部操作受柄之间为表3的1.5倍，施压时间型式试验5s,出厂试验1s;(3)试验结果判定 无发生击穿闪络现象为合