课程设计 并联电容器无功补偿方案设计 指导老师：江宁强 1010190456 尹兆京
目录 1绪论 (2) 1.1引言 (2) 1.2无功补偿的提出 (3) 1.3本文所做的工作 (3) 2无功补偿的认识 (3) 2.1无功补偿装置 (3) 2.2无功补偿方式 (4) 2.3无功补偿装置的选择 (4) 2.4投切开关的选取 (4) 2.5无功补偿的意义 (5) 3电容器无功补偿方式 (5) 3.1串联无功补偿 (5) 3.2并联无功补偿 (6) 3.3确定电容器补偿容量 (6) 4案例分析 (6) 4.1利用并联电容器进行无功功率补偿，对变电站调压 (6) 4.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压 (13) 4.3利用并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素 (15) 5总结 (21) 1绪论 1.1引言 随着现代科学技术的发展和国民经济的增长，电力系统发展迅猛，负荷日益增多，供电容量扩大，出现了大规模的联合电力系统。用电负荷的增加，必然要
求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，自然功率因素低，影响发电机的输出功率; 降低有功功率的输出; 影响变电、输电的供电能力; 降低有功功率的容量; 增加电力系统的电能损耗; 增加输电线路的电压降等。因此，连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率。 1.2无功补偿的提出 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。无功，简单的说就是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。 1.3本文所做的工作 主要对变电站并联电容器无功补偿作了简单的分析计算,提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量与分组的方法,本文主要作了以下几个方面的工作: 对无功补偿作了简单的介绍，尤其是电容器无功补偿，选取了相关的案例进行了简单的计算和分析。 2无功补偿的认识 2.1无功补偿装置 变电站中传统的无功补偿装置主要是调相机和静电电容器。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，将其作为投切开关无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。如今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管投切的无功补偿设备，主要有以下三大类型: 1、具有饱和电抗器的静止无功补偿装置； 2、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC 3、采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器。
低压电容器柜技术规范
目录 1规范性引用文件 (1) 2技术参数和性能要求 (1) 3标准技术参数 (6) 4使用环境条件表 (8) 5试验 (8)
低压电容器柜技术规范 1规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 7251.1 低压成套开关设备和控制设备第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备 GB 14048.1 低压开关设备和控制设备第1部分：总则 GB 14048.2 低压开关设备和控制设备第2部分：断路器 GB 4208 外壳防护等级（IP代码） GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB5585.2 电工用铜、铝及其母线第二部分：铜母线 GB/T 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合 GB/T 15576 低压成套无功功率补偿装置 GB/T 20641 低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求 GB/T2681 电工成套装置中的导线颜色 GB/T 15291 半导体器件第6部分晶闸管 GB/T 3859.1 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 3859.2 半导体变流器应用导则 GB/T 3859.4 半导体变流器包括直接直流变流器的半导体?自换相变流器 GB/T 13422 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 17626.2 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/Z 18859 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则 DL/T 781 电力用高频开关整流模块 DL/T1053 电能质量技术监督规程 DL/T 597 低压无功补偿控制器订货技术条件 DL/T 842 低压并联电容器装置使用技术条件 JB5877 低压固定封闭式成套开关设备 JB7113 低压并联电容器装置 IEC 61641 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则 国家电网生(2009)133号《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》 国家电网科(2008)1282号《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 2 技术参数和性能要求 2.1 低压电容器柜技术参数 2.1.1 低压电容器柜技术参数见技术规范专用部分的技术参数特性表。 2.2 性能要求
无功补偿及低压补偿装置原理简介 一、一次电路 一次电路的构成如下图所示，包括隔离开关QS、10组熔断器FUI～FUIO、接触器KM1～KMIO、热继电器FRl~F'R10、补偿电容器CI~CIO．另外还有电流互感器TAa、TAh和TAc．避雷器BLI、BL2和BL3。其中熔断器和热继电器用于对电容器进行短路及过电流保护；接触器是对电容器进行手动或自动投入、切除的开关器件；电流互感器获取的电流信号用于测量无功补偿柜补偿电流的大小：避雷器用子吸收电容器投入、切除操作时可能产生的过电压，是一种额定电压为AC220V的低压避雷器。 二、二次控制电路 包括一个物理结构分为7层的转换开关2SA、无功补偿自动控制器（以下简称补偿控制器）等元器件。转换开关2SA用来手动控制投入或切除1~10路补偿电容器，并完成自动控制器电压信号、电流信号的接人或退出。补偿控制器可以根据功率因数的高低或无功功率r与用蠛的大小自动投入或切除电容器，并在系统电压较高时自动切除电容嚣。具体电路见下图。 转换开关2SA有一个操作手柄，出下图可见，该手柄有自动、零位和手动l~lo共12个挡位，每旋转30°即可转换一个挡位。 在每个挡位，会有桐应的转换开关触点接通.2SA共可转换13对触点，分别是(7)、(8)、(9)、(10)等等，一直到下部的(1)、(2)触点。为了标示出转换开关2SA在不同的挡位与各组触点之问的对应关系，与12个挡位相对应的有12条纵向虚线，虚线与每一组触点（略偏下、无形相交的位置，可能标注有圆点或不标注圆点。标注有圆点的，表示转换开关旋转至该档位时，圆点（略偏上）位
置的一组触点是接通的，否则该组触点星开路状态。例如，在触点(7)、(8)略偏下位置，手动1．手动IO挡位时均标注有圆点，表示这10个挡位时触点(7)、(8)均接通。而在手动l挡位，只在触点(7)、(8)和(1)、(2)位置标注有圆点，说明在该挡位这两组触点是接通的。 无功补偿屏如欲进入自动控制投切状态，需给补偿控制器接人进线柜或待补偿电路总进线处A相电流互感器二次的电流信号I^，B桐、C相电压信号，以及接触器线圈吸合所需的工作电源。具体接线见下图中补偿控制器接线端子图。 图中US1、US2端干连接的103、104号线即是B相、C相电压信号（转换开关2SA在自动挡位时，103号线经2SA的(3)、(4)触点、熔断器FU13、X12端子、隔离开关Qs，连接至B桐电源；104号线沿类似线路连接至C相电源）；ISI、IS2端子连接的即是进线柜的电流信号（经由转换开关2SA转接）．COM端连接的l 号线即是接触器线圈吸合所需的丁作电源（1号线经熔断器FU11、XI1端子、隔离开关Qs，连接至A桐电源）。B相、C桐电压信号及A相电流信号在补偿控制器内部经过微处理器运算判断后，计算出功率因数的高低、无功功率的大小，一方面经过LED显示器显示功率因数值，同时发送电容器投切指令，例如补偿控制器发出投入电容器CI的指令时，其接线端子中的1号端子经内部继电器触点与COM端(1号线．A相电源)连通，该端子经3号线连接至接触器KMI线圈的左端，线圈的右端经热继电器FR1的保护触点接至2号线．即电源零线N。接触器KM1线圈得电后，主触点闭合．将电容器CI投入，实现无功补偿。此同时．KMI的辅助触点闭合，接通指示灯HL1，指示第一路电容器已经投入．如果无功功率数值较大，补偿控制器则控制各路电容器依次投入，直到功率因数补偿到接近于1。每一路电容器投入时的时间间隔是可调的，通常将其调整为几秒至儿十秒之间。补偿控制器遵
无功补偿电容器串联电抗器的选用 在高压无功补偿装置中，一般都装有串联电抗器，它的作用主要有两点：1）限制合闸涌流，使其不超过20倍；2）抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。因此，电抗器在无功补偿装置中的作用非常重要。 然而，串抗与电容器不能随意组合，若不考虑电容装置接入处电网的实际情况，采用“一刀切”的配置方式（如电容器一律配用电抗率为5％～6％的串抗），往往适得其反，招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振，危及装置与系统的安全。由于电力谐波存在的普遍性，复杂性和随机性，以及电容装置所在电网结构与特性的差异，使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题，也是人们着力研究的课题。电容器组投入串抗后改变了电路的特性，串抗既有其抑制涌流和谐波的优点，又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。所以对于新扩建的电容装置，或者已经投运的电容装置中的串抗选用方案，进行技术经济比较是很有必要的。虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定，但是随着研究工作的深入，实际运行经验的积累，业已提出许多为人共识的见解，或行之有效的措施，或可供借鉴的教训。 下面总结电容器串联电抗器时，电抗率选择的一般规律。 1. 电网谐波中以3次为主 根据《并联电容器装置设计规范》，当电网谐波以3次及以上为主时，一般为12%；也可根据实际情况采用4.5%~6%与12%两种电抗器：（1）3次谐波含量较小，可选择0.5%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值，并有一定裕度。（2）3次谐波含量较大，已经超过或接近限值，可以选用12%或4.5%~6%串联电抗器混合装设。 2. 电网谐波中以3、5次为主 （1）3次谐波含量较小，5次谐波含量较大，选择4.5%~6%的串联电抗器，尽量不使用0.1%~1%的串联电抗器；（2）3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择0.1%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值，并有一定裕度。 3. 电网谐波以5次及以上为主 （1）5次谐波含量较小，应选择4.5%~6%的串联电抗器；（2）5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。对于采用0.1%~1%的串两电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大伙谐振。对于采用4.5%~6%的串联电抗器，要防止怼次谐波的严重放大或谐振。当系统中无谐波源时，为防止电容器组投切时产生的过电压和对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过补时电容器端的电压升高的情况分析计算，可选用0.5%~1%的电抗器。 根据以上的选择原则，对无功补偿装置中的串联电抗器有以下建议： （1）新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重，不能与电容器任意组合，必须考虑电容器装置接入处的谐波背景。 （2）对于已经投运的电容器装置，其串联电抗器选择是否合理须进一步验算，并组织现场实测，了解电网谐波背景的变化。对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量。 （3）电容器组容量变化很大时，可选用于电容器同步调整分接头的电抗器或选择电抗
低压电容器柜技术规范 1 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB低压成套开关设备和控制设备第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备 GB低压开关设备和控制设备第1 部分：总则 GB低压开关设备和控制设备第2 部分：断路器 GB 4208外壳防护等级（IP代码） GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 电工用铜、铝及其母线第二部分：铜母线 GB/T 低压系统内设备的绝缘配合 GB/T 15576 低压成套无功功率补偿装置 GB/T 20641 低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求 GB/T2681 电工成套装置中的导线颜色 GB/T 15291 半导体器件第6 部分晶闸管 GB/T 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 半导体变流器应用导则 GB/T 半导体变流器包括直接直流变流器的半导体?自换相变流器 GB/T 13422 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 静电放电抗扰度试验 GB/T 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/Z 18859 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导 则 DL/T 781 电力用高频开关整流模块 DL/T1053 电能质量技术监督规程 DL/T 597 低压无功补偿控制器订货技术条件 DL/T 842 低压并联电容器装置使用技术条件 JB5877 低压固定封闭式成套开关设备 JB7113 低压并联电容器装置 IEC 61641 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则国家电网生（2009）133 号《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》国家电网科（2008）1282 号《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 2 技术参数和性能要求 低压电容器柜技术参数 低压电容器柜技术参数见技术规范专用部分的技术参数特性表。 性能要求 设备外壳平整、严密、美观、要求30 年不变形、腐蚀。
电容补偿柜基本介绍 新柜调试前应将所有电容器断开,并在不通电情况下测试主回路相间通断，和对“N”通断；手动投切检查一切正常后再将电容接上，无涌流投切器及动补调节器没接N线，会使其直接损坏及炸毁。 一.无功补偿电容柜用途 TSC数字全自动动态无功功率补偿装置是一种具有国际先进水平、功能高度集成化的无功补偿设备。它广泛应用于机械制造、冶金、矿山、铁道、轻工、化工、建材、油田、港口、高层建筑、城镇小区等低压配电网,对电力系统降损节能有重大的技术经济意义,为国家重点推荐的节约电能的高新技术项目。 二、无功补偿电容柜的作用 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。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。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。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。所以功率因数是供电局非常在意的一个系数，用户如果没有达到理想的功率因数，相对地就是在消耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9～1之间，低于0.9，或高于1.0都需要接受处罚。 三、投切方式分类:
1. 延时投切方式 延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作，当然用于投切电容的接触器专用的，它具有抑制电容的涌流作用，延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时，造成电容器损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是时电网的电流超前于电压的一个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切量，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。 下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时，如cos Φ超前且>0.98，滞后且>0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。当检测到cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且<0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测cosΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。当检测到超前信号如cosΦ<0.98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为30分钟，切除也是这样。在这段时间内无功损失补偿只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很
低压无功补偿回路保护熔断器选择 低压无功补偿柜中补偿回路的熔断器作用，是为了保证整个回路安全可靠的运行，以达到无功补偿的目的，那么电容器（和串联电抗器）作为补偿回路的核心元件，熔断器对它提供可靠的保护性能是非常必要的。由于现行相关标准里对补偿回路保护熔断器的选择没有特别详细的要求，所以在实际应用中大家的选择也不尽一致，有时差别甚至相当悬殊。 在低压配电系统中的负载类型变得越来越复杂的情况下，补偿回路熔断器的选择不能一概而论，要视低压无功补偿的具体类型进行科学的分析和选择。 下面我们根据相关的国家标准和低压无功补偿类型两方面来分析如何合理正确的选择补偿回路的熔断器。 一、相关的国家标准 1、在低压并联电容器标准GB/T12747.1-2004中，对有关电容器最大电流和保护的相关要求和说明如下： 21 最大允许电流 电容器单元应适用于在线路电流方均根值为1.3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产
生的电流下连续运行，过渡过程除外。考虑到电容偏差，最大电容可达1.10CN，故其最大电流可达1.43IN。 这些过电流因素是考虑到谐波、过电流和电压偏差共同作用的结果。 33 过电流 电容器决不可在电流超过第21章中规定的最大值下运行。 34 开关、保护装置及连接件 开关、保护装置及连接件均应设计成能连续承受在额定频率和方均根值等于额定电压的正弦电压下得到的电流的1.3倍的电流。因为电容器的电容可能为额定值的 1.10倍，故这一电流最大值为 1.3×1.10倍额定电流，即为1.43IN 2、在中低压电容器及其成套装置标准GB7251中，有关电容保护熔断器的选择要求如下： 5.3.5 b） 熔断器额定工作电流（方均根值）应按2~3倍单组电容器额定电流选取。 3、在并联电容器装置设计规范GB50227-2008中，有关电容保护熔断器是这样要求的： 5.4 熔断器 5.4.2 用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额
成套电容补偿柜详解 1、课题内容简介 1.1、实训目的 (2) 1.2、主要内容 (2) 1.3、工作原理 (2) 2、电容器补偿柜的及其作用 2.1、电容器柜功能及其结构 (3) 2.2、电容器补偿柜的作用 (3) 3、一次电路原理分析及安装 3.1、电容器柜一次电路原理介绍 (4) 3.2、一次电路的工作原理过程 (4) 3.3、元器件的作用分析 (5) 3.4、一次电路的的安装图 (9) 3.5、一次电路连接母线安装及其安装实物图 (10) 4、二次回路原理图分析及安装 4.1、二次原理图 (16) 4.2、二次电路工作原理的过程 (17) 4.3、二次电路元器件布置图 (17) 4.4、二次电路安装接线图 (18) 4.5、二次电路的安装工艺 (18) 4.6、安装步骤 (19) 5、绝缘电阻测试、介电强度试验 5.1、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻 (20) 5.2、工频及冲击耐压 (20) 附1图表 (21) 保护电路有效性 绝缘电阻及交流耐压
1、课题内容简介 1.1、实训目的 1、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。 2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。 3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。 4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。 5、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。 1.2、主要内容 1、电容器补偿柜柜主电路介绍 2、主电路元器件介绍 3、一次电路元器件安装 4、一次电路元器件安装 5、二次电路元器件安装 1.3、工作原理 合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。
Yg生于⑦雄封测、将于②〇①①年⑦月①号、离开⑦雄、享年③百余天。记忆曾经的守候……风吹奶罩乳飞扬目录 1、课题内容简介 、实训目的 (2) 、主要内容 (2) 、工作原理 (2) 2、电容器补偿柜的及其作用 、电容器柜功能及其结构 (3) 、电容器补偿柜的作用 (3) 3、一次电路原理分析及安装 、电容器柜一次电路原理介绍 (4) 、一次电路的工作原理过程 (4) 、元器件的作用分析 (5) 、一次电路的的安装图 (9) 、一次电路连接母线安装及其安装实物图 (10) 4、二次回路原理图分析及安装 、二次原理图 (16) 、二次电路工作原理的过程 (17) 、二次电路元器件布置图 (17) 、二次电路安装接线图 (18) 、二次电路的安装工艺 (18) 、安装步骤 (19) 5、绝缘电阻测试、介电强度试验 、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻 (20) 、工频及冲击耐压 (20) 附1图表 (21) 保护电路有效性 绝缘电阻及交流耐压 6、心得体会 (22) 7、结束语 (23)
1、课题内容简介 、实训目的 1、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。 2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。 3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。 4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。 5、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。 、主要内容 1、电容器补偿柜柜主电路介绍 2、主电路元器件介绍 3、一次电路元器件安装 4、一次电路元器件安装 5、二次电路元器件安装 、工作原理 合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。
1 电力电容器及无功补偿 技术手册 沙舟编著
目录 前言 第一章基本概念 (1) §1-1 交流电的能量转换 (1) §1-2 有功功率与无功功率 (2) §1-3 电容器的串联与并联 (3) §1-4 并联电容器的容量与损耗 (3) §1-5 并联电容器的无功补偿作用 (4) 第二章并联电容器无功补偿的技术经济效益 (5) §2-1 无功补偿经济当量 (5) §2-2 最佳功率因数的确定 (7) §2-3 安装并联电容器改善电网电压质量 (8) §2-4 安装并联电容器降低线损 (11) §2-5 安装并联电容器释放发电和供电设备容量 (13) §2-6 安装并联电容器减少电费支出 (15)
前言 众所周知，供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡，波形主要决定于网络和负荷的谐波，电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定的内在关系。无功平衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动机，无功负荷则有电力变压器，输电线路电感和用户的感应电动机，各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求，单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不够的，静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重，加之调相机为旋转设备。建设投资大，运行维护费用高。近年来世界各国都积极装设电容器，满足系统无功电力要求，维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器，装串联电容器者较少，因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术，它还广泛应用于谐波滤波装置，动态无功补偿设备和电气化铁道无功补偿装置之中，因与电力系统谐波有关。限于篇幅，准备在“谐波技术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水平，加上时间仓促，不当之处难免，请读者批评指正。
毕业设计（论文） 题目低压补偿电容器柜控制 电路（手动+自动方案） 专业________ 摘要............................................................................ I Abstract ........................................................................ n 前言........................................................................... 川第1章无功补偿的概念 (1) 1.1无功补偿的原理 (1) 1.2无功补偿的作用 (2) 1.3无功补偿补偿的方式 (3) 1.4功率因数指标 (4) 第2章电容器无功补偿的原理 (5) 2.1电容器无功补偿的原理 (5) 2.2补偿容量的计算 (5) 2.3电容器无功补偿装置的选择应注意的问题 (6) 2.3.1控制器的选型 (6)
2.3.2电容器投切开关的选型 (7) 2.3.3电容器的选型 (8) 第3章低压补偿电容器柜控制电路的设计 (10) 3.1问题提出 (10) 3.2方案分析 (11) 3.3低压无功补偿装置的原理 (12) 3.4无功补偿装置的主要元件 (12) 3.4.1控制器 (12) 3.4.2交流接触器 (13) 3.4.3电容器 (13) 3.5控制策略 (14) 3.6装置原理接线图 (14) 3.7无功补偿装置的运行维护 (15) 3.7.1电容器组的巡视检查 (16) 3.7.2运行注意事项 (16) 3.7.3常见故障及处理 (16) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献..................................... 20 附图：A-001,B-001 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，造成系统中大量无功负荷的存在，加上冲击性负荷的影响，使得电能传送过程出现较明显的功率损耗和电压损耗，这会对用户端的电能质量造成严重的影响，于是实时快速的无功补偿技术成为解决这个问题的关键。 在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以补偿感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，无功补偿是保持电力系统无功功率平衡、降低损耗、提高供电质量的一种重要手段。无功功率补偿装置是电力供电系统中不可缺少的、非常重要的组成部分。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，提高电网的供电质量。本设计选用了 WZK-A型无功功率自动补偿器进行无功功率的补偿，可使功率因数提高，减小主变压器的容量及补偿点以前供电系统中各原件上的功率损耗。
成套低压电容补偿柜详 解 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
成套电容补偿柜详解1、课题内容简介 、实训目的 (2) 、主要内容 (2) 、工作原理 (2) 2、电容器补偿柜的及其作用 、电容器柜功能及其结构 (3) 、电容器补偿柜的作用 (3) 3、一次电路原理分析及安装 、电容器柜一次电路原理介绍 (4) 、一次电路的工作原理过程 (4) 、元器件的作用分析 (5) 、一次电路的的安装图 (9) 、一次电路连接母线安装及其安装实物图 (10) 4、二次回路原理图分析及安装 、二次原理图 (16) 、二次电路工作原理的过程 (17) 、二次电路元器件布置图 (17) 、二次电路安装接线图 (18) 、二次电路的安装工艺 (18) 、安装步骤 (19)
5、绝缘电阻测试、介电强度试验 、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻 (20) 、工频及冲击耐压 (20) 附1图表 (21) 保护电路有效性 绝缘电阻及交流耐压 1、课题内容简介 、实训目的 1、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。 2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。 3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。 4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。 5、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。 、主要内容 1、电容器补偿柜柜主电路介绍 2、主电路元器件介绍 3、一次电路元器件安装 4、一次电路元器件安装 5、二次电路元器件安装 、工作原理
合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。 2、电容器补偿柜的及其作用 、电容器柜功能及其结构 外部结构内部结构 、电容器补偿柜的作用 电容补偿柜的作用是提高负载功率因数，降低无功功率，提高供电设备的效率；电容柜是否正常工作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在左右可视为工作正常。 3、一次电路原理分析及安装 、电容器柜一次电路原理介绍 主电路图 、一次电路的工作原理过程 合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。 、元器件的作用分析 HH15-160A刀熔开关 HH15（QSA）系列开关熔断器组集负荷开关和熔断器短路保护功能于一体，结构紧凑，使用安全，主要用于具有高短路电流的配电
无功补偿电容器运行特性参数选取 1 电力电容器及其主要特性参数 电力电容器是无功补偿装置的主要部件。随着技术进步和工艺更新,纸介质电容器已被 自愈式电容器所取代,自愈式电容器采用在电介质中两面蒸镀金属体为电极,其最大的改进是电容器在电介质局部击穿时其绝缘具有自然恢复性能,即电介质局部击穿时,击穿处附近的金属涂层将熔化和气化并形成空洞,由此虽然会造成极板面积减少使电容C 及相应无功功率有所下降,但不影响电容器正常运行。 自愈式电容器主要特性参数有额定电压、电容、无功功率。 1. 1 额定电压 《自愈式低电压并联电容器》第3. 2 条规定“电容器额定电压优先值如 下0. 23 ,0. 4 ,0. 525 及0. 69 kV。”电容器额定电压选取一般比电气设备额定运行电压高5 %。 1. 2 电容 电容器的电容是极板上的电荷相对于极板间电压的比值,该值与极板面积、极板间绝缘 厚度和绝缘介质的介电系数有关, 其计算式为C = 1 4πε× S D 式中ε为极板间绝缘介质的介电系数; S 为电容器极板面积; D 为电容器绝缘层厚度。 在上式中,电容C 数值与电压无直接关系, C 值似乎仅取决于电容器极板面积和绝缘介质,但这只是电容器未接网投运时的静态状况;接网投运后,由于电介质局部击穿造成极板面积减少从而会影响到电容C 数值降低,因此运行过程中, 电容C 是个逐年衰减下降的变量,其衰减速度取决于运行电压状况和自身稳态过电压能力。出厂电容器的电容值定义为静态电 容。一般,投运后第一年电容值下降率应在2 %以内,第二年至第五年电容值下降率应在1 %～ 2 % ,第五年后因电介质老化,电容值将加速下降,当电容值下降至出厂时的85 %以下,可认为该电容器寿命期结束。 1. 3 无功功率 在交流电路中,无功功率QC = UI sinφ由于电容器电介质损耗角极小,φ= 90°,所以sin φ= 1 ,则无功功率QC = UI =ωCU2 ×10 - 3 = 2πf CU2 ×10 - 3 (μF) ,从该式可见,电容器无功功率不仅取决于电容C ,而且还与电源频率f 、端电压U 直接相关,电容器额定无功功率的准确定义应是标准频率下外接额定电压时静态电容C 所对应的无功率。接网投运后电容器所输出实际无功功率能否达到标定容量,则需视运行电压状况。当电网电压低于电容器额定电压时,电容器所输出的无功功率将小于标定值。因此如果电容器额定电压选择偏高,电容器实际运行电压长期低于额定值,很可能因电容器无功出力低于设计值造成电网无功短 缺。 2 无功补偿电容装置参数的选取误区 无功补偿装置在进行设计选型及设备订货时,提供给厂家的参数往往仅是电容补偿柜型 号和无功功率数值,而电容器额定电压及静态电容值这两个重要参数常被忽略。由于电容器 生产厂家对产品安装处电压状况不甚了解,在产品设计时往往侧重于降低产品生产成本和减 少电介质局部击穿,所选取的电容器额定电压往往高于国家标准推荐值,这样做对电网运行的无功补偿效果会造成什么影响对电网建设投资又会引起什么变化呢可通过以下案例进行 分析。 例如某台10 0. 4 kV 变压器,按照功率因数0. 9 的运行要求,需在变压器低压侧进行集中 无功补偿,经计算需补偿无功功率100 kvar ,如果按额定电压U = 450 V 配置电容器,根据QC=ωCU2 ×10 - 3 计算,电容器组的静态电容值C 为1 572μF ,接入电网后在运行电压U =400 V 的状态下,该电容器实际向电网提供的无功功率QC 为79 kvar ,补偿效果仅达预期的79 %。反之,在上述条件下,要想保证实际补偿效果为100 kvar ,则至少需配置电容器无功功率为127 kvar ,也就意味着设备投资需要增加27 %。中山市2004 年变压器增加898 台,合计容量近60 万kvar ,按30 %补偿率计需补偿无功功率近18 万kvar 。
低压电容补偿柜电气设计回路元器件选型 和装配工艺 一、柜内元器件介绍及分类 1、低压电器:是指在500V以下的供配电系统中对电能的生产、输送、分配与应用起转换、控制、保护与调节等作用的电器。 2、低压配电电器的分类与用途。 1)刀熔开关：用于线路和设备的短路或过载保护，作为不频繁地手动接通和分断交流电路用。
2)刀开关：作为不频繁地手动接通和分断交流电路或作隔离开关用。 3)断路器：用于线路的过载、短路或欠压保护，也可用于不频繁操作的电器。 4)熔断器：用于线路和设备的短路或过载保护。 5)动态补偿调节器：半导体电子开关，用于电容器组的接入或断开电网的智能开关器件。具有零电流投入，浪涌电流小，过、欠压保护、缺相保护、空载保护、自诊断故障保护等功能。与普通交流接触器相比，能耗低，能有效地保护电容器和大大减少浪
涌电流对电网的冲击。 6)动态补偿控制器：用于电容器组的控制和保护，能控制多组动态补偿调节器的投入和切出。能记录和储存对电网实时监测数据和电容器组投入和切出的数据。具有高低压保护，报警，循环投切和优化投切等功能。 7)电容器：用于通过动态补偿控制器对电网的实时监控，在电网的无功功率超过设定的范围时，通过动态补偿调节器接入电网或断开和电网的连接。提高电网的功率因数，达到减少电网无功损耗，提高电网运行效率，节约电能的目的。 dqltwk|电气论坛https://www.doczj.com/doc/7f11930259.html,
二、操作工艺 1、工艺流程：安装过程原则上先主电路,后辅助电路,自上而下。 2、安装和选用方法。 1）刀开关的选用和安装。 a)刀开关的额定电压不小于线路的额定电压；额定电流不小于线路的计算负载电流；极限通断能力不小于线路中最大的短路电流。 b)为防止分断时喷弧造短路，应将与自动开关连接的母线在
电容补尝柜的作用和工作原理 一. 电容补偿柜之作用: 用于补偿发电机无功电流、减轻发电机工作负荷，增加发电机可使用容量，可减少工厂一定的用电量、节省工业电力，提高发供电设备的供电质量和供电能力。 二. 电容柜工作原理 用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。 三. 电容补偿技术: 在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90 度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：
?增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。 ?因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。 ?对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7 时，供电局可拒绝供电。 ?对发电机而言，以310KW 发电机为例。 310KW 发电机的额定功率为280KW ，额定电流为530A ，当负载功率因数0.6 时 功率= 380 x 530 x 1.732 x 0.6 = 210KW 从上可看出，在负载为530A 时，机组的柴油机部分很轻松，而电球以不堪重负，如负荷再增加则需再开一台发电机。加接入电容补偿柜，让功率因数达到0.96 ，同样210KW 的负荷。 电流=210000/ （380x1.732x0.96 ）=332A 补偿后电流降低了近200A ，柴油机和电球部分都相当轻松，再增加部分负荷也能承受，不需再加开一台发电机，可节约大量柴油。也让其他机组充分休息。从以上可看出，电容补偿的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。 原理：把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容 性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换.这样,感性负荷 所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是他的补偿原理
成套电容补偿柜详解1、课题内容简介 、实训目的 (2) 、主要内容 (2) 、工作原理 (2) 2、电容器补偿柜的及其作用 、电容器柜功能及其结构 (3) 、电容器补偿柜的作用 (3) 3、一次电路原理分析及安装 、电容器柜一次电路原理介绍 (4) 、一次电路的工作原理过程 (4) 、元器件的作用分析 (5) 、一次电路的的安装图 (9) 、一次电路连接母线安装及其安装实物图 (10) 4、二次回路原理图分析及安装 、二次原理图 (16) 、二次电路工作原理的过程 (17) 、二次电路元器件布置图 (17) 、二次电路安装接线图 (18) 、二次电路的安装工艺 (18) 、安装步骤 (19) 5、绝缘电阻测试、介电强度试验 、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻 (20)
、工频及冲击耐压 (20) 附1图表....... 保护电路有效性绝缘电阻及交流耐压 1、课题内容简介 、实训目的 1 、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。 2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。 3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。 4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。 5 、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。 、主要内容 1 、电容器补偿柜柜主电路介绍 2、主电路元器件介绍 3、一次电路元器件安装
4、一次电路元器件安装 5、二次电路元器件安装 、工作原理 合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。 2、电容器补偿柜的及其作用 、电容器柜功能及其结构 外部结构内部结构 、电容器补偿柜的作用 电容补偿柜的作用是提高负载功率因数，降低无功功率，提高供电设备的效率；电容柜是否正常工作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在左右可视为工作正常。
怎样正确选用电力电容器，如下几点供用户参考： 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。无功补偿的合理配置原则,从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。 (1 ) 总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。 (2) 电力部门补偿与用户补偿相结合。 在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此， 为了减少无功功率在网络中的输送， 要尽可能地实现就地补偿， 就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。 (3) 分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。 集中补偿， 是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。 分散补偿， 指在配电网 络中分散的负荷区， 如配电线路，
配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补 偿。 集中补偿， 主要是补偿主变压器本身的无功损耗， 以及减少变电所以上输电 线路的无功电力， 从而降低供电网络的无功损耗。 但不能降低配电网络的无功损 耗。 因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。 所以为了有 效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。 (4) 降损与调压相结合，以降损为主。 2、影响功率因数的主要因素 功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外， 还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。 2. 1 、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。 2. 2 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的 110%时，一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。 所以，应当采取措施使