低压无功补偿方案

一、安装无功补偿的必要性1、政策要求全国供电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上， 设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压的变动及时投入或切除，防止无功电力倒 送。改善企业用电的功率因数（即进行无功功率补偿），消除企业力率电费是企业节约电能 的重要环节，应给予足够重视。2、企业需求许多企业对无功补偿的节能意义认识不足，不知道为什么要装，仅仅是因为供电部门力 调罚款，才不得不装。客观地讲，无功补偿确实对供电部门有诸多好处，但对企业自身也有 许多益处：3提高功率因数、增加用电设备的出力，消除力率电费。目减少线路及变压器的电能损耗，减少相应电费。目改善电压质量和电动机运行状况，降低动力设备的使用电流。吕减轻电器、开关和供电线路负荷，减少维修量延长使用寿命，提高电力系统的可靠 性。目降低变压器负荷，释放变压器容量。目使变频调速系统的节能效果提高。二、无功补偿的原理把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联在同一电路，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 相互交换而不消耗，这样感性负荷需要的无功功率可以从容性负荷得到补偿，这就是无功功 率补偿的基本原理。三、用电单位无功补偿方面一些问题的原因3用户加收力率电费（力率罚款）的原因全国供电规则规定：100千伏安及以上高压供电的用户功率因数达到0.90以上,其他电 力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上；农业用电功率因 数0.80以上。凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电企业可拒绝供电，对在规定期 限内仍未采取措施达到上述要求的用户，供电企业可中止或限制供电。如果已授电单位的授 电功率因数达不到供电部门的执行标准，供电部门就会根据该单位实际的月力电费额以及基 本电费之和的相应比例给予罚款。如果授电功率因数超过供电部门的标准，则会按照一定比 例给予奖励。3用户变压器容量不够的原因由于无功功率的客观存在，使得电源变压器在发出的能量中，含有有功成分和无功成分， 有功成份用于电能的输出而转换成其他能量，无功成份在系统中流动而不消耗。大量的无功 成分会占据电源变压器容量，使变压器无法输出应有的有功容量，是用户变压器容量不够的 主要原因。无功功率虽不消耗能量，但却是不可缺少的，如果把无功功率这部分补偿平衡掉， 就可以将电源变压器的大部分容量用于有功输出，使用户变压器有功输出容量曾大，余出一 定的负荷空间。在企业部分设备增容的情况下，可以不用调整变压器的容量，为用户节省人 力、物力、财力。a用户线路末端电压低的原因用户电力系统的线路的末端，因线路较长导至线路压降较大，若系统中存在大量的无功 电流，则使系统的线损更加严重，线路的末端电压进一步降低，尤其是在这种情况下，往往 存在电压不稳，电能质量不好的现象，对用电设备本身的运行很不利，影响用电设备的出力， 降低用电设备的寿命，甚至导致用电设备损坏，继而又影响正常的生产、生活。如果进行合 理的无功功率补偿，就可以大大降低线路中的无功电流，减少线路损失，提高线路的末端电 压，改善电能质量，避免上述现象的发生。谐波的危害1、谐波对供配电系统，对用电负载等都有很大影响和危害，简述如下：一谐波对电机和电器的影响谐波对电机，可以引起电机发热，从而产生附加损耗，其次是产生机械振动、噪 声和谐波过电压；谐波使变压器的附加损耗增加，硅钢片等发热、振动、噪音等；电缆、送 电线路老化；导致这些电气设备失灵和安全可靠性降低。一谐波对通信的干扰和影响谐波对通信线路干扰的物理机制主要是电容耦合、电磁感应、电气传导，造成通信失真或失败。一谐波功率损失谐波电流在电网中流动会产生有功功率损失，它构成了电网线损的一部分；对电 网的经济运行很不利，谐波源外送的谐波有功功率是从电网吸收的基波有功功率的一部分转 化而成的。这些外送的谐波有功功率对电气系统和用户都是有害无益的。一电容器放大谐波电流含有高次谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对高次谐波阻抗很小，谐波电流加 在电容器的基波电流上，使电容器总运行电流增大，温升提高，很容易发生电容器过负荷甚 至电容器损坏，使用寿命缩短。同时，谐波对电容器参数匹配产生影响，有可能在电网中造 成高次谐波谐振，使故障扩大。此外，谐波对常用仪表、计算机、家用电器、低压电气和继电保护自动装置影响很大 甚至发生事故。2、对谐波的抑制措施在电力系统的设计中加大系统的短路容量；提高系统的电压等级；增加变流装置的脉动 数；改善系统的运行方式等。但是其中许多措施都会大大增加系统和设备的投资且有些方法 的效果并不一定很理想。因此设置交流滤波器是有效抑制谐波和改善波形的有效措施，滤波 器在滤除谐波的同时还能向系统提供所需的部分或全部无功功率。四、方案分析1、设计依据贵公司主要负载设备有泥浆泵、绞车、转盘。其负载功率共在3000Kw左右。现场的系统电压为0.6Kv所测试的电能质量数据（CA8334）： 根据所测试的数据：电压畸变情况：Date Started2010-2-23Time Started13:34:45UrmsUrmsUthdHzUrms Line1UthdLine1Uthd Line3Line2Line3Line2HzVVV%49.99594.1593.8595.35.35.3549.99593.2593594.65.25.2549.99593.1593594.55.25.3549.99593.3593.1594.65.35.45.149.99593.3592.9594.45.35.45.249.99593592.8594.45.25.35.1电流谐波情况：Ah5Ah5Ah5Ah7Ah7Ah7Ah9Ah9Ah9Ah11Ah11Ah11LineLineLineLineLineLineLineLineLineLineLine12312312312Line3%21.421.721.15.15.85.20.30.60.23.53.43.421.221.520.855.75.10.30.60.33.53.43.420.821.120.54.85.650.40.60.33.53.43.32121.120.655.65.10.30.60.33.53.43.420.921.220.74.95.75.10.30.60.33.53.43.320.921.220.64.95.650.30.60.33.53.43.320.921.120.64.95.550.40.60.33.43.53.321.221.420.85.15.65.10.40.60.33.53.53.421.421.520.95.15.75.20.40.60.33.53.63.421.421.620.95.15.75.20.40.60.23.53.53.321.421.7215.15.85.20.30.60.33.53.53.421.421.821.15.15.85.20.30.60.33.53.53.421.321.821.15.15.85.20.30.60.23.53.43.321.221.721.15.15.85.30.30.60.33.43.43.321.321.721.15.15.85.30.30.60.33.43.43.321.221.721.155.85.30.30.50.23.53.53.321.321.6215.15.75.20.30.60.23.43.53.321.121.620.85.15.85.20.40.50.13.43.63.421.121.620.85.15.75.10.30.60.13.43.53.42121.520.955.75.20.30.50.23.43.53.421.121.720.95.15.75.20.40.50.23.43.53.421.121.620.95.15.85.30.30.50.23.53.53.32121.620.95.15.85.30.30.50.23.53.53.321.121.5215.15.85.30.40.50.23.43.53.321.321.8215.25.85.30.30.50.23.53.63.321.321.821.15.35.95.40.40.60.23.43.53.321.321.9215.265.30.30.60.23.43.33.321.221.9215.15.95.20.30.60.23.43.33.421.421.621.15.15.75.10.30.60.23.43.53.321.121.82155.95.20.30.50.23.53.33.3谐波柱形图：2、分析方案根据所测试的数据情况:补偿容量的确定：现场最大电流在2000A左右，自然功率因数为0.85。现要使功率因数提高到0.95器补偿容量为:Q=(2000X0.8/1.3-2000X0.8X 13) =724(Kvar)现场五次、七次、十一次谐波比较严重，所以我们选取6%的电抗器串联电容器进行补 偿，6%的电抗器对5、7、11次谐波都有抑制作用。能减少谐波20%左右，对补偿设备 的器件都有保护作用。串联电抗器后电容器端电压上升，所以为确保电容器安全选取电容器电压等级为0.69Kv。实际选取的电容器电压等级为0.69KV所以输出容量为724 Kvar时，这时的安装容量应为:Q=724X (0.69/0.6) 2=832(Kvar)加上电抗器消耗掉的一部分无功器补偿容量应为:Q=832X(1+0.06) =882 (Kvar)所以我们实际安装容量为900Kvar。分11路进行补偿，每路补偿容量为30Kvar、60Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar、90Kvar。主要元器件清单如下表：序号材料名称规格型号合计总 数量备注1隔离开关HD13-400A3台上海成套电器厂2柜体1000*1000*2200 GGD3台中誉电气3电容器BKMJ-0.69-30-630台中誉电气4电抗器CKSG-1.8/0.69-6%1台中誉电气5电抗器CKSG-3.6/0.69-6%1台中誉电气6电抗器CKSG-5.4/0.69-6%9台中誉电气7晶闸管开关ZYWK-311套配套散热系统8熔断器组NT00-160A/69011套华东特熔9控制器ZYDK-D121台中誉电气10大风机65W 220VAC6台11附件3套现场情况分析：贵厂家反映说现补偿情况有电容器鼓包和熔断器炸掉的现象。这说明电容器组在运行过程中，有电容器自愈失败及瞬间过电压过电流现象。引起这种情况有：1. 并联电容器组在断开后，应经充分放电后（一般经三分钟）才能再行合闸。防止合闸瞬间电源电压极性正好和电容器上残留电荷相反，损坏电容器。2. 对方设备厂家上电后的电抗器电抗率发生改变而引起的串联谐振。 当电网存在谐波时，负投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时 损耗功率的1.38倍；对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍，但如 果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述 值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。尤其是电容器投入在 电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外，谐波的 存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大， 局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。一般 来说，电压每升高10%，电容器的寿命就要缩短1/2 左右。在谐波严重的情况下，还会使电 容器鼓肚、击穿或爆炸。在电网中有许多谐波源存在，如果在设置并联电容器的网点处谐波过大，若直接投入并 联电容器，往往会使电网中的谐波更大，对并联电容器的安全造成极大的威胁。采取装设串 联电抗器的方法，能够有效地抑制谐波分量及涌流的发生，对保证并联电容器的安全运行具 有明显的效果。我公司生产的 ZYGHK 型无功抑谐装置是专门对有产生谐波设备的系统进行无功功率补偿 的，该装置自动跟综负载变化，投切电容器，在补偿无功功率的同时对谐波起到一定的滤除 作用，吸收谐波电流达到20%左右，使系统的功率因数保持在最佳状态。控制器为我公司研制生产的能抑制谐波干扰的ZYDK-12型无功补偿控制器，投切开关采 用晶闸管开关，它可有效抑制投切涌流，使用寿命长，跟踪速度快；且每路加装6%电抗器与 电容器组成串联谐振回路, 可抑制5次以上谐波对电容器的不利影响，可有效改善电能质量, 保证设备正常运行。加配电抗器运行后在电容器的两端电压会相应升高，所以电容器的额定 电压等级也要相应提升才可使电容器在额定电压下长期稳定可靠的运行。根据运算及对这样 的系统以往做补偿的经验确定电容器的额定电压为0.69KV。五、选用元器件1、采用ZYDK-12型控制器该控制器采用高性能的单片微处理器，全数字化设计，软、硬件模块化处理，电磁兼容 设计抗干扰能力强，运行可靠，操作简单。无功补偿控制器是通过测量电压和电流计算出系 统的有功功率、无功功率、功率因数等参数，根据负荷情况对电容器组进行投切控制，补偿 无功，减少电能损耗，还可实现编码投切。功能特点具备完善的显示、控制、保护功能。可实时显示功率因数、系统电压、负载电流、无功 功率、谐波数据、电容投切状态等。具有通讯功能。可通过RS232或RS485通讯口，与就地的计算机设备通讯或组网，允许 连接开放式结构的局域网络。可实时在线设置如下参数：电压PT变比、电流CT变比、电容器组投切参数、投入门限、 目标功率因数、动作延时值、过压值、欠压值、谐波百分比上限、时间等参数。具有记忆功能，使用专用数据存储芯片，经修改后的参数在掉电时仍能保持记忆具有过压和超高压保护功能：当电压超过电压门限时，控制器能快速切除所有的电容器 组并不在投具有超低负荷闭锁功能：小电流时闭锁输出，不投切；在无电流或CT断线时控制器退出 运行，实现模糊控制系统在运行过程中实行模糊控制策略寻找最优的投切方案控制电容投切，使功率因数在 最高的范围之内，不会出现投切震荡的现象。在谐波超标的情况下电容会自动退出运行，有 力的保护了电容，使系统寿命曾长自动运行功能：停电退出、送电后自动恢复运行。具有手动/自动测试功能2、采用ZYWK型晶闸管开关投切电容器电容器的投切开关采用ZYWK型晶闸管投切开关，它具有投切电容器速度快、安全、无噪 音，对电容器无损害、不产生电磁干扰等优点，是快速投切电容器的理想开关。投切电容器 时无涌流和过电压产生，从而使补偿设备对系统无冲击，延长了电容器的使用寿命。晶闸管 过零开关在电磁兼容性、可靠性、安全性、投切速度等方面的优越性是机械式继电器无法比 拟的。功能特点1、采用过零触发技术，投切电容器时先经过过零采样，当晶闸管两端电压为零时投入电 容器，当流过晶闸管的电流为零时，切除电容器组，无过电压产生，从而使补偿设备 对系统无冲击，延长了电容器的使用寿命；2、可三相共补或分相补偿；3、动态响应速度快，电容器切除后无需放电可再次投入，因此可频繁投切。3、配置CKSG型低压干式铁心电抗器配置6%电抗率的电抗器可避免投入电容器后引起系统谐振及系统谐波的放大，可在设计 负荷下安全稳定的运行CKSG型低压干式铁心电抗器外观精美，做工细致，电感值准确，温 升低，噪声小，是低压无功补偿和谐波治理装置的首选产品。结构特点3分为三相和单相两种目采用干式铁心结构，无电磁污染，无油污污染，阻燃性能好3电抗器整体结构简单，体积小，免维护，便于柜内安装吕 电感值准确，温升留有合理的余量，噪声低。目 铁芯采用优质低损耗进口冷轧取向硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用 环氧层压玻璃布板作间隔，以保证电抗器气隙在运行过程中不发生变化目 线圈采用H级或C级漆包或丝包铜线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，具有 极佳的美感且有较好的散热性能目电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘一真空浸漆一热烘固化这一工艺流程，采 用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但大大减小了运行时 的噪音，而且具有极高的耐热等级，可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运 行目电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温 升，确保具有较好的滤波效果吕外露部件均采取了防腐蚀处理，引出端子采用镀锡铜质端子目体积小、重量轻、外形美观合理4、采用BKMJ型干式自愈式金属化电容器主要技术指标1、性能特点该系列电容器采用电性能优异的聚丙烯薄膜作介质，实际损耗率在0.1%以下。发热少、 温升低寿命长、具有良好的自愈功能。在电容器发生故障时，能自动切断电源，防止发生爆炸起火，使运行绝对安全可靠。当 电容切断电源后，能在3分钟内使电容器的极间电压降到50V以下。2、产品特点：采用干式、无油化设计、适合安全性要求高的场合、及高档开关柜。自愈性技术，过压拉断保护装置电容器投切原则1）电压相关原则：控制器可设定电压上限，当电网电压高于上限电压设定值时（可根据系统实际情况 进行设定）时，逐级切除电容器组，直至电压小于电压设定值。a）控制器可设定电压下限，当电网电压低于欠压设定值时（可根据系统实际情况进行设定）时，装置休眠。b） 当电网电压在过压设定值和欠压设定值之间时，按系统所需感性无功不足补容性无 功功率，欠补投，过补切。2）无功相关原则a. 当线路中感性无功达到无功上限设定值时，开始投入电容器。b. 当线路中容性无功达到无功下限设定值时，开始切除电容器。3）补偿过程中不产生投切振荡，不产生涌流，不产生谐波。六、效益分析预计补偿后取得的效果及效益1.安装补偿装置后线路的功率因数从0.85补偿接近0.95时，线路的有功损失降低率为：/COS6、 P= 1 (4)2X1OO%=COS 920.81 ()2 X100%0.95=29%2功率因数从0.85提高到0.95时，变压器的铜损降低率为：(COS GJ P =1 COS92X100%0.8=1(o2 ：X100%=29%3功率因数从0.85提高到接近于0.95时，变压器的有效容量释放率：COS6=(1 -4)X100%COS620.8 0.95X100%=164. 补偿后可以消除每个月的力率电费，每个月还可以拿到供电部门的相关奖励（功率因数超过 0.95 后就可以拿到最高的奖励每年月动力电费的 0.75%倍）。奖励电费=电度电费X奖励比例七、报价表:安装容量（Kvar）规格型号数量 （套）单价（万元）合计（万元）900ZYGH0.69-900/11KL柜体尺寸800*800*2100二面13.513.5服务承诺产品销售及服务我们建立了分四步走的销售和服务模式，一、 售前服务：通过宣传产品和访问用户，让用户了解我们及我们的产品。二、 售中服务：派出专业技术人员到现场，协同用户进行细致的现场勘察及测量，了解用户的用电现场 和负荷情况，取得第一手数据资料，根据资料为用户设计最适合的解决方案。三、 产品生产：按照方案和用户的要求进行生产，每个合同都指定专门的负责人来组织生产、监督质量 和保障按时供货。各环节严格按照 ISO9001 质量体系要求进行动作，切实保证产品的质量 和供货期。售后服务：我们建立了专门的售后服务队伍，负责设备售出后的安装指导、运行调试和解决 问题。产品投入使用的头三年，我们的服务人员将免费为用四、 户服务，解决运行中的所有问题，作到让用户完全放心和满意。质量承诺：所有产品核心部件质保三年，三年内出现质量问题免费维修或更换，常规部件质保一年。 售后承诺：产品出现故障时，如电话解答不能解决的，我们的服务人员将在本省24 小时、外省48小时 内赶到现场，解决故障和问题。