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低压智能电力电容器实用技术


专栏

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低压智能电力电容器实用技术
! ! 详细介绍了低压智能电力电容器的强大功能,并通过 在企业的实际应用,证明了它的无功跟踪补偿与调谐滤波 的效果,从而为企业减少电能损耗和电费开支,提高了企 业的经济效益。
王道普 ! 山东济宁供电公司

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行投切;容量不同的电容器,按适补原则 进行投切;先投先切,先退先投;电容器 运行温度低时先投,温度高时先退。补偿 工况恒定时,电容器每 *+ ’,- 循环投切 一次,避免单只电容器长时间投运。 ( . ) 快速投切电容器功能 动作开关选用无触点过零投切开关, 配合专用的快速控制器,实现过零投切, 动作时间缩短到 * /,动态追踪补偿系统 所缺少的无功功率,力争使线损降到最低 水平。 ( 0 ) 测量功能 可测量系统电压、电流、有功功率、 无功功率及功率因数;实现 () 相位与变 比自动测量和校正;可测量各台电容器的 三相电流和体内温度。 ( 1 ) 分相补偿功能 分相补偿型电容器可对各相上的电容 器进行分别投切,提高对系统无功功率的 补偿精度,使三相无功功率不平衡的系统 得到了良好的补偿。 ( + ) 保护功能 电容器有过电流速切保护,过电压、 欠电压保护,过温、断相保护,三相电流 不 平 衡 保 护。 当 电 容 器 内 部 温 度 超 过 2+ 3 时,电容 器 会 整 机 退 出 运 行,确 保 系统安全。 ( 2 ) 信号功能 电容器能够显示投切状态,过补偿、 欠补偿状态,过电压、欠电压状态,具有 保护动作类型及自诊断故障类型等的灯光 信号。 ( % ) 通信功能 电容器和控制器之间采用 45—16+ 通 信连接,便于大量采集数据、上传数据及

# # 随着我国智能电气化电网的迅速发 展,低压电器智能化也应运而生, “低 压智能电力电容器” 就是其中的一个 佼佼者。它以强大的功能优势赢得了市 场,取得了用户的信任与好评。自低压 智能电力电容器问世以来,逐步取代常 规型低压无功补偿装置,迅速成为用户 低压电网安全运行的“ 保护神” 。

低压智能电力电容器的功能
低压智能电力电容器,实际上是一
王道普 ! 高级工程师

套微型化低压智能无功补偿与调谐滤波 装置。它 以 二 台( % 型) 或 一 台( $ 型) 无 油 化 低 压 电 力 电 容 器 为 主 体, 采用微型电子元件技术、微型传感器技 术、微型网络技术和电器制造技术,将 智能组件、控制器、滤波器,电抗器、 电流互感器、热继电器、熔断器及避雷 器等元件微 型 化,安 装 在 电 容 器 的 上 方,用一个 约 % &’ 高 的 盖 子 覆 盖 着。 由于整机体积很小,突出显示的是电容 器,所以称它为“ 低压智能电力电容 器” 。 现场安装时,在低压进线柜的进线 端加装三只小型 (),将二次线引入电 容器,即可实现如下功能: ( * ) 智能网络控制功能 自动检测及跟踪系统无功功率的变 化,自动投切电容器组。投切方法是: 容量相同的电容器,按循环投切原则进

关键词! "#$%&’() 低压智能? 无功补偿? 调谐滤波?

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低压智能电力电容器实用技术

! ! ! ! 际测量,得出该公司用电系统的平均功率因数为 &" #0. 。根据有关规定,该公 司 的 功 率 因 数 应 在

与外设监控终端进行信息交换,构成系统工作。 ( # ) 显示功能

在电容器顶盖的前方,有一个液晶 显 示 屏, &" $& 以 上。因 达 不 到 规 定 要 求,供 电 部 门 按 照 对电容器投切状态、系统电压、电流、有功功率、 《 功率因数调整电费办法》 中的规定,每月对该 无功功率、功率因数及电容器内部温度等参数都 能显示出来。 ( $ ) 故障自诊断功能 电容器智能控制元件,能对本体各项运行参 数进行自诊 断,一 旦 出 现 故 障,整 机 快 速 响 应, 退出运行。 ( %& ) 滤波功能 能够有效抑制高次谐波和涌流。对高次谐波 形成一个低 阻 抗 通 道,可 吸 收、泄 放 高 次 谐 波, 消除高次谐波对电容器的影响,防止电容器过热、 绝缘介质老化及自愈性能下降等不利因素的发生。 对存在大型谐波源的用户,还要加装专用干式电 抗器、温控风扇和人机联系面板等器件,整机装 在一个体积为 ’(& )) * +#& )) * +#& )) 的小箱 体内。
谐波次数 基波 ’ . ( $ %% %’ %. %( %$ 总含量

用户加收“ 功率因数调整电费” ,使该公司月电 费比正常用电高出 % 万多元。 -, 现场测量用电系统高次谐波 经现场测量,该公司 + .&& ,- ? / 主变压器 &" 0 ,- 母线谐波数据如下表所示。
表. 主变压器 *, / 01 母线谐波数据
电压谐波 电压 4 0&0" ( +" + +%" . %’" 6 %" $ $" $ ’" ’ %" & 6" . 6" ’ (" (5 含量( 5 ) — &" . ." ’ ’" 0 &" . +" 0 &" # &" + %" 6 %" 6 电流谐波 电流 4 / %(0$ %0" 6 %6%" % #." % #" $ .&" ( ’0" $ %’" % +6" & +%" & %&" #5 含量( 5 ) — &" # $" ’ 0" $ &" + +" $ +" & &" ( %" . %" +

低压智能电力电容器的实用技术
+, 用户用电情况调查 在使用低压智能电力电容器之前,首先要对 用户进行用电调查、摸底。山东神力索具有限公 司是一家中型企业,供电电压为 %& ,-,属于高 供高计用户。配电室有 + .&& ,-?/ 变压器两台, 总容量为 . &&& ,-?/。主要用电设备是中频加热 炉( 大型谐波源) 、锻造机、冲床、桥式起重机 及压缩机等。配电室的 &" 0 ,- 母线上装有无功补 偿装 置, 补 偿 电 容 器 为 普 通 油 浸 式, 总 容 量 .$& ,123。投切方式采用交流接触器,无任何调谐 滤波措施。因此,经常发生电容器熔丝烧断、鼓 肚、漏油及容量衰减等现象。经调查,发现存在 以下问题:! 电网谐波含量大,造成无功补偿装 置故障,经常停运进行维修、更换零器件,甚至 停运数天。" 因功率因数太低,供电部门每月都 要加收“ 功率因数调整电费” ,造成电费开支大, 企业效益低。 # 由于功率因数低,变压器及线路 电能损耗大,影响企业经济效益。 ), 现场测量用电系统功率因数 在无功补偿装置投运的情况下,通过现场实
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谐波测量结果发现,该系统的 . 次、( 次及 %% 次谐波最大。根据 78 4 9 %0.0$ —%$$’ 《 电能质 量! 公用电网谐波》 的规定,该系统的电压、电 流谐波总含量都严重超标。这是造成电容器等元 器件损坏的主要原因。 -, 制定改造方案 由于原无功补偿装置没有滤波功能和快速投 切功能,已不适应在中频加热炉( 大型谐波源) 和锻造机、冲床等负荷突变的设备上应用,应该 淘汰旧的无功补偿装置,更换为低压智能电力电 容器。根据 现 场 的 实 际 测 量 数 据,有 功 负 荷 为 #$& ,:,日负荷曲线比较平稳。在投入原无功补 偿装置后,功率因数为 &" #. 。安装低压智能电力 电容器后,功率因数计划达到 &" $# 。计算所需补 偿无功功率计算公式为
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根据电力部门《 功率因数调整电费办法》 的 规定,要求功率因数达到 +, *+ 以上的用户,每低 于 +, +# 则需增收应缴电费的 +, -A ,无下线。该 公司 原 功 率 因 数 为 +, )- , 低 于 要 求 功 率 因 数 +, *+ ,应增收应缴电费的 ’, -A 。即每天应缴功 率因数调整电费为 ./., ) 元,年应缴“ 功率因数 调整电费” 为 #.6 7./ 元。功率因数提高后,免 收了“ 功率因数调整电费” ,每年可为企业增收 #.6 7./ 元。合计节能金额 666 7#/ 元。 该公司采用低压智能电力电容器进行无功补 偿和调谐滤波后,每年可增加经济收入 66, 6 万 元,三 个 月 就 可 收 回 全 部 投 资。 该 项 工 程 自 ’+#+ 年 7 月 投 运 以 来,运 行 情 况 良 好。电 容 器 没有出 现 断 保 险、发 热 及 鼓 肚 等 现 象,电 力 部 门没有再加收“ 功率因数调整电费” ,用户非常 满意。

式中, ! 为需补偿无功功率, 0123; " 为有功 功 率,04;$%&!# 为补偿前功率因数; $%&!’ 为补偿 后功率因数。 补偿 容 量 为: -*+ 0123 ( 原 补 偿 容 量 ) 5 ./+ 0123 " *6+ 0123。需选用低压智能调谐滤波电 力电容器,单组容量为 7+ 0123,共 ’7 组。 %& 改造后的经济效益计算 ( # ) 计算无功功率补偿后节约的经济价值 根据 89 : ; #’7+/ —’++6 《 三相异步电动机经 济运行》 中的有关规定,选择无功经济当量,并 计算采取无功功率补偿后所节约的经济价值。 %"+ " # < = ! 式中,%"+ 为无功功率补偿后节约的有功功率, 04;# < 为无功经济当量,0> : 0123。 该工厂 变 压 器 属 于 三 级 变 压 器,查 得 # < 取 +, +) ? +, # ,取中间值,得 # < " +, +* 。已知 ! " *6+ 0123,补偿无功功率后节约的有功功率为 %"+ " # < = ! " )6, 7 04 每天节约电能为 ’ +/7 04 ? @。该公司的平 均电价为 +, / 元 : ( 04 ? @ ) ,计算一天可增加经 济收入 # 7-’ 元,年增加经济收入为 -’* *)+ 元。 ( ’ ) 计算功率因数提高后免收的“ 功率因数 调整电费” $信息动态

结束语
低压智能电力电容器,是当前比较理想的微 型低压 无 功 补 偿 和 调 谐 滤 波 装 置,它 以 功 能 强 大、质量可 靠、运 行 稳 定、节 能 及 抑 制 谐 波 效 果明 显 为 优 势,不 断 得 到 用 户 的 信 赖 和 肯 定。 同时,低压 智 能 电 力 电 容 器 的 应 用 也 是 对 多 年 来一直使用 交 流 接 触 器 投 切 补 偿 电 容 器 的 一 次 重大突破。
( 收稿日期:’+#+ ( +) ( ’* ) !"

!"" 在深圳建立自动化技术培训基地
B B ’+## 年 # 月 #* 日,全球领先的电力和自动化技术集 团 C99 与深圳职业技术学院签署框架合作协议,共同建 立“ C99( 中国) 有限公司深圳职业技术学院自动化技 术培训基地” 。根据协议,C99 将通过支持设立“ 自动化 技术教学实训室” 、提供先进设备和师资力量、联合开发 自动化课程和教材及为学生提供企业一线参观机会等多种 形式参与培训基地建设,帮助学校在自动化领域加速培养 更多的高水准应用型人才。 C99 过程自动化业务部北亚区兼中国区负责人柏轲 在今天的合作签字仪式上表示: “ 知识全面、操作能力强 及经验丰富的技术人才是高端制造业发展的决定性因素之 一。C99 一 直 高 度 重 视 技 术 人 才 的 培 养,通 过 与 重 庆、 厦门等地相关学校合作,积极培养既有良好职业素质又有 很强操作技能的专家型技术人才。我们希望通过这次与深 圳职业技术学院的合作,为社会培养更多高水平应用型人 才” 。 根据协议,双方将在学校内合作建立“ C99 自动化 技术教学实训室” 。 C99 将为实训室提供分散控制系 统 ( DEF) 等高端自动化设备,提高学生的实践能力,帮助 学生掌握自动化行业的领先知识与技术。

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