技術部低壓培訓4

技術部內部培訓（四）

低壓(dīyā)部分2014.2.221精品資料目錄(mùlù)設計過程中暴露的問題電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算供電系統(tǒng)組成與接線方式2精品資料一、設計過程中暴露(bàolù)的問題徐州華美熱電二期超臨界循環(huán)流化(liúhuà)機組化水PC段，用信號繼電器跳斷路器問題，見附圖，信號繼電器K174（型號：HJXH-E1/U），斷路器為MT，有關參數(shù)如下：3精品資料一、設計過程(guòchéng)中暴露的問題MT跳閘線圈參數(shù)如下：比較兩者功耗，計算跳閘回路動作電流(diànliú)：200/110=1.8A，遠大于信號繼電器的觸點容量。說明：信號繼電器一般只能作為信號指示用，不能用于斷路器跳閘回路，跳閘回路應選用大容量的中間繼電器。4精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算感性無功功率和容性無功功率感性無功功率：電動機和變壓器在能量轉換過程中建立交變磁場，在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫感性無功功率。在電感性負載的電路中，電流滯后電壓(diànyā)一個角度Φ，cosΦ稱為功率因數(shù)（滯后）。容性無功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通時，在一個周期內，上半周期的充電功率和下半周期的放電功率相等，不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。在電容性負載的電路中，電流超前電壓(diànyā)一個角度Φ，cosΦ稱為功率因數(shù)（超前）。因此容性無功功率可以抵消感性無功功率而提高功率因數(shù)。5精品資料二、電容柜一些(yīxiē)數(shù)據(jù)的計算6功率(gōnglǜ)三角形如圖：關系式如下

S：視在功率(gōnglǜ)，kVAP：有功功率(gōnglǜ)，kWQ：無功功率(gōnglǜ)，kvar并聯(lián)電容器額定容量與電容量的計算公式C=（μF）Q：電容器額定容量，kvarC：電容器電容量，μFU：電容器額定電壓，kVSPQΦS2=P2+Q2COSΦ=精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算并聯(lián)電容器電流計算按標稱容量和額定電壓計算電流單相(dānxiānɡ)：IC=（A）三相：IC=（A）按電容器的實際電容值和額定電壓計算電流（f=50Hz）單相(dānxiānɡ)：Ic=0.314CUC：電容器電容量，μF三相：Ic=例1有一臺電容器，型號為BKMJ0.4-12-3，銘牌電容值為239μF，試計算額定電流（f=50Hz）解：U=0.4kVC=239μFIC==17.3A或IC==17.3A7精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算8電容器容量的選擇(xuǎnzé)按提高COSΦ確定補償容量QC=P（kvar）P：最大負荷月平均有功功率，kWCOSΦ1：補償前功率因數(shù)值COSΦ2：補償后功率因數(shù)值例2某工廠最大負荷月的平均有功功率為200kW，功率因數(shù)cosΦ1=0.6，擬將功率因數(shù)提高到0.9，問需要裝設電容器組的總容量應該是多少？解：QC=200=200=170kvar精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算按提高電壓確定補償容量該方法適用于以調壓為主的樞紐變電所和電網(wǎng)末端的用戶變電所，在實際計算中，此方法很少采用（為近似計算法）QC=（kvar）ΔU：需要提高的電壓值，V；U2：需要達到的電壓值，kV；X：線路電抗，Ω；例3某工廠10kV變電所，處于電網(wǎng)末端，電源(diànyuán)專用線路為20公里，線路電抗值為8Ω，線路電壓損失800V，一次母線實際電壓為9.2kV,問需要多大補償容量才能使母線電壓達到10kV？解：將ΔU=800V，U2=10kV，X=8Ω代入得QC==1000kvar9精品資料二、電容(diànróng)柜常用數(shù)據(jù)的計算按降低線損確定補償容量安裝電容器后后線損降低率按下式計算

例4某工廠(gōngchǎng)10kV架空線路，電力負荷為1500kW，原有線路損耗為100kW，原有功率因數(shù)為0.72，擬降低線順為40kW，需要安裝多大的容量的電容器組？解：ΔP==0.4COSΦ1=0.72代入0.4=得COSΦ2=0.93QC=1500=853.5kvar10精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算按感應電動機空載電流確定補償容量感應電動機個別補償時，應按其空載電流來選擇電容器的容量，計算公式為QC≤UeI0（kvar）Ue：電動機額定電壓(diànyā)，kV；I0：電動機空載電流，A；由于一般感應電動機的空載電流約占額定電流的25%~40%，因此，電動機的單臺無功補償容量也相應為其容量的25%~40%。

例5某臺低壓三相感應電動機的額定功率為100kW，其空載電流為60A，求其單臺無功補償容量？解：QC=1.732×0.38×60=39.5kvar11精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算串聯(lián)電抗器的選擇假如變電所母線直接接有發(fā)生(fāshēng)諧波的整流裝置，諧波電流In由整流裝置發(fā)生(fāshēng)，分別流入電容器（Icn）和電力系統(tǒng)（Ibn），如下圖12精品資料二、電容(diànróng)柜常用數(shù)據(jù)的計算由圖中的等效回路可以得到下列關系式：

式中，Icn：電容電流的n次諧波電流，A；Ibn：變壓器的n次諧波電流，A；n：諧波次數(shù)；In：總諧波電流，A；XL：串聯(lián)電抗器基波感抗(ɡǎnkànɡ)，Ω；XC：電容器基波容抗，Ω；Xb：變壓器的基波等值感抗(ɡǎnkànɡ)，Ω；13精品資料二、電容(diànróng)柜常用數(shù)據(jù)的計算由上述公式可以看出，當時，即電容器組回路呈電感性，可使諧波電流Icn減??；當時，即構成(gòuchéng)諧振條件，電容器變成了濾波器，諧波電流全部通過電容器使其過負荷；當時，即電容器組回路呈電容性，可使諧波電流Icn放大，使母線電壓波形嚴重畸變；14精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算串聯(lián)電抗器電抗率的選擇電抗器的選擇原則：若想兼有濾除某次諧波作用，應使電抗器與電容器接近串聯(lián)諧振，以不得發(fā)生諧振為前提，但不使諧波被放大，應使回路呈電感性。如果達到諧振時：對3次諧波：XL/Xc=1/9=0.111=11.1%；對5次諧波：XL/Xc=1/25=0.04=4%；對7次諧波：XL/Xc=1/49=0.0204=2.04%；對9次諧波：XL/Xc=1/81=0.012=1.2%；對11次諧波：XL/Xc=1/121=0.0083=0.83%；因此(yīncǐ)，應該滿足的條件，考慮到電抗值有一定的裕度，一般取可靠系數(shù)1.2~1.5，即電抗率如，對5次諧波，電抗率一般選6%的電抗器。15精品資料二、電容(diànróng)柜常用數(shù)據(jù)的計算串電抗器后，電容器端電壓及補償容量(róngliàng)的變化電抗器上的壓降UL為電容器上的壓降UC乘以電抗率K，即UL=KUC。串電抗器后,電容器電壓升高為（UN：系統(tǒng)電壓，為400V）如下表：16電抗率0.1%1%4.5%5%6%7%12%13%電容器端電壓升高的倍數(shù)1.0011.011.0471.05261.06381.0751.1361.149電容器端實際電壓（V）400.4404418.8421.04425.52430454.4459.6精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算由于電抗器吸收電容器所產(chǎn)生的無功補償功率，造成電容器向電網(wǎng)無功補償能力減弱。由于串電抗造成電容器端電壓升高，必須采用適合此電壓的電容器，即選用較高電壓等級的電容器。這樣組合下來，實際電壓又不一定(yīdìng)正巧與所選電容器額定電壓一級，一般都小于電容器額定電壓。由于電容器在小于額定電壓下運行，實際補償容量又低于電容器銘牌所標容量。為說明上述問題，現(xiàn)舉例如下：例6，某項目，系統(tǒng)電壓UN=400V，每回路補償電容器為30kvar，串入電抗器的電抗率K=7%求：電容器運行時實際電壓，如何選擇電容器額定電壓及實際補償容量。17精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算計算步驟為：電容器實際承受(chéngshòu)電壓，Uc=UN/(1-K)=400/(1-7%)=430V選擇電容器額定電壓為480V（選440V，450V的也能滿足要求），電抗器實際壓降為UL=430V-400V=30V，或UL=KUc=7%*430=30V。額定電壓480V電容器，實際承受(chéngshòu)電壓為430V，實際發(fā)出的無功功率為(430/480)2*30=0.8025*30=24.075（kvar）。電抗器吸收電容器發(fā)出的無功功率的7%。電容器實際向電網(wǎng)發(fā)出額定無功功率的0.8025*（1-7%）=0.7463倍，即30*0.7463=22.39（kvar）18精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計算電容器串入電抗器后實際電流(diànliú)30kvar電容器，額定電壓480V，額定電流(diànliú)為在實際運行時，承受電壓為430V，則實際運行電流(diànliú)為或這樣，選擇回路導體及投切元件只能按電流(diànliú)32.3A選擇，不能按系統(tǒng)電壓400V、30kvar計算。19精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算20精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計算21精品資料三、供電系統(tǒng)組成與接線(jiēxiàn)方式部分基礎點：電力(diànlì)系統(tǒng)：由各種電壓的電力(diànlì)線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力(diànlì)用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、配電和用戶的整體。電力(diànlì)網(wǎng)：把升壓變電所、降壓變電所與各種不同等級的電力(diànlì)線路所組成的輸配電系統(tǒng)，即連接發(fā)電廠與電力(diànlì)用戶的中間環(huán)節(jié)，成為電力(diànlì)網(wǎng)。衡量電力(diànlì)系統(tǒng)電能質量的三個基本參數(shù)：電壓質量、頻率質量和電壓波形。電壓質量：規(guī)定用戶處的容許電壓變化范圍是由35kV及以上電壓供電的用戶：±5%。由10kV及以下電壓供電的高壓用戶和低壓電力(diànlì)用戶：±7%。低壓照明用戶：－10%~＋5%。22精品資料三、供電系統(tǒng)組成與接線(jiēxiàn)方式頻率質量：規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率是50Hz；對大型電力系統(tǒng)，頻率的標準是50±0.2Hz；對中小電力系統(tǒng)，頻率的標準是50±0.5Hz；電壓波形：電力系統(tǒng)供電電壓或電流的標準波形應是正弦波，當電源的標準波形不是標準的正弦波時，就包含有各種的諧波成分。電力線路額定電壓為線路始端與線路末端(mòduān)電壓的平均值。用電電器額定電壓值與線路額定電壓值相等。發(fā)電機額定電壓值取為線路額定電壓值的105%；與發(fā)電機相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。與線路相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與線路額定電壓值相等。電力變壓器二次線圈額定電壓應視其所帶的線路長短，分別為線路額定電壓的110%和105%。23精品資料三、供電系統(tǒng)(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)組成與接線方式從發(fā)電廠到用戶的送電(sònɡdiàn)過程示意圖24精品資料三、供電系統(tǒng)組成(zǔchénɡ)與接線方式大型(dàxíng)電力系統(tǒng)圖25精品資料三、供電系統(tǒng)組成與接線(jiēxiàn)方式高低壓電力系統(tǒng)的基本接線方式基本接線方式有三種：放射式、樹干式、環(huán)形接線方式。放射式接線：放射式線路之間互不影響，供電可靠性高。便于裝設自動裝置，但開關設備使用較多，檢修時該線路所供電負荷均要停電，低壓放射式接線適用于大容量設備、重要負荷和環(huán)境(huánjìng)比較惡劣的場所，如下圖：26精品資料三、供電系統(tǒng)(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)組成與接線方式樹干式接線：樹干式接線在多數(shù)(duōshù)情況下能減少使用的開關設備，投資少，但干線發(fā)生故障時影響范圍大，所以供電可靠性較差，如圖：27精品資料三、供電系統(tǒng)(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)組成與接線方式28精品資料三、供電系統(tǒng)(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)組成與