电力电容(C)(6)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力电容（C）配用空开、保险的选用及,无功功率补偿的有关常识,1、电力电容器工作电流的估算,2、常用高低压电力电容器的外形,3、常用低压电力电容器补偿柜的安装接线,4、,电力电容（C）配用空开、保险的选用,5、,无功功率补偿的有关常识,补偿的作用 ,补偿的原理,提高功率因数的意义,补偿容量的估算、查表与计算,补偿用电力电容器的安装,电力电容器的安全运行,电力电容器的安全操作,电力电容器的保护,电力电容器故障的判断及处理,低压无功功率补偿柜的选择,电力电容（C）配用空开、保险的选用,1、对于电力电容：,单台电容：I,R,（c）（1.5-2.5)I,N,c,电容组：I,R,（c）（1.3-1.8)I,N,c,说明：对于电力电容有一千乏（Kvar）工作电流,I,N,c=1.5A。,电力电容器配用空开的大小与电力电容配用,保险的选用相同。,短路电流,：（8-10）,I,N,瞬间烧断保险丝,熔断电流,：（2.0,I,R,）（30-40S）,过载电流：（1.25-2.0）,I,N,（,30-40S,）,或更长时间,2、,常用电力电容器外形,3、,常用低压电力电容器补偿柜的安装接线,例、有一台BW0.4-12-3电容器，需配多大的空开、保险？（0.4-表示内压0.4KV，12-表示12KvaR，3表示三相）,解：电容器工作电流：,因有 1Kvar为1.5A,故 I,N,c=121.5=18（A）,故电容器所配空开：,I,DZC,=（1.5-2.5）I,N,c,=（1.5-2.5）18,=（27-45）A,故电容器所配保险：,I,RC,=（1.5-2.5)I,N,c,=（1.5-2.5）18,=（27-45）A,无功功率补偿的有关常识,1、补偿的作用：,无功功率的补偿是由电力电容器（即移相电容器）来完成的，其作用是并联在电力变压器低压侧出线线路上，提高线路的功率因数，改善电能质量，降低电能损耗，还能提高供电设备的利用率。,2、补偿的原理：,在电力系统中，当用电设备如电动机及其他有线圈的设备即感性负载很多时，其负载的功率因数COS较低时，就必须进行无功补偿，其原因是这类设备除从线路中取得一部分电流作功外（即有功功率外），还要从线路上消耗一部分不作功的（即无功功率）电感电流。这就使得线路上的电流要额外地加大一些。电工中给出的功率因数COS就是用来衡量这一部分不作功的电流的。COS值越大，对电流电能的利用率越高，反之越低。当电感电流为零时，功率因数COS=1（即COS0=1），此时对电能的利用率最大（无任何损耗），当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数COS值就会逐渐下降，虽然，功率因数COS值越低，,线路额外负担越大,，,对发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失。降低供电质量。为此，应当提高功率因数COS。提高功率因数COS最方便的方法是并联电容器，电容器产生的电容电流Ic可抵消电感电流I,L,，将不作功的所谓无功电流减小到一定的范围以内。若Ic与I,L,抵消为零，即=0是最理想化的。此时功率因数COS=1(即COS0=1)电能的利用率最高。,如100KVA的变压器给用户可提供100KW的电能。若,Ic与I,L,抵消为50%，此时功率因数COS=0.5，电能的利用率仅为50%，如100KVA的变压器给用户提供的电能不是100KW，而变成50KW了,那50KW的电能就变成不能利用的无功功率了，由此可见，当负载功率因数越低时，电源设备能输出的有功功率就越小，其利用率就越低，不能使电源设备（即电力电压器）的容量充分发挥作用。,在供电系统中，功率因数是一个重要指标，如果用电负荷的功率因数太低，则表示发电机或变压器输出的功率中，无功分量占的比例较大，这对系统运行是很不利的，其主要表现在以下几方面。,（1）电源（发电机、变压器等）容量不能得到充分的利用。,电源设备是根据额定电压U,N,和额定电流,I,N,来确定其额定容量S,N,的，即:,S,N,=U,N,I,N,而电源设备所发出的有功功率为：,P=U,N,I,N,COS=S,N,COS,显然由此公式P=S,N,COS看出，当负载的功率因数COS,较低时，该电源设备发出的有功功率P就很小。例如，容量为,100KVA的变压器向白炽灯、电炉、电锅、电热水器等纯电阻用,电器负载供电时，由于COS=1，则变压器可输出：,P=S,N,COS=1001=100kW的有功功率，这时变压器的利,用率最高。若向电动机（属感性负载）供电时，若每台电动机的,额定容量为10KW，功率因数为0.9，则变压器在满载情况下输出,的有功功率为：,P=S,N,COS=1000.9=90kW,可见，100KVA的变压器只能承担9台电动机的负荷。若电动,机的功率因数为0.5时，变压器输出的有功功率为：,P=SCOS=1000.5=50kW,这时100KVA的变压器仅能承担5台电动机的负载就达到满载,运行。,由此可见，当负载功率因数越低时，电源设备能输出的有功,功率就越小，其利用率就越低，不能使电源设备充分发挥作用。,（2）在电线路上将引起较大的电压降和功率损失。,当电网在一定电压向一定负载供电时，流过供电线路的电,流为：,I=,由此上面公式看出，当负载的功率因数COS较低时，线路电流,I,势必增大，故在线路电阻R上的电压降U=IR必然增大，这将使用电设备的端电压降低，给设备的正常运行带来不良后果；同时会使线路的功率损失P=IR增大，造成有功电能的浪费。,从以上两方面可见，提高功率因数，能使电源设备得到充分利用,从而提高供电能力，同时可改善供电电压的质量，并节约了电能，这对提高供电的经济性有着重要的意义。因此必须进行无功补偿，一般要求10（35）KV高压侧功率因数补偿到0.95，低压侧补偿到0.9以上，一般也为0.95。,3、提高功率因数的意义：,由电工学知，功率因数是电流的有功功率P与视在功率S之比，即：,cos=,从上式可见，有功功率为定值时，减少无功功率Q就能提高功率因数。在极端情况下Q为零时，COS=1。可见，提高功率因数的实质，就是减少用电设备自身浪费的能量即无功功率的需求量。就整个电力系统来讲，减少用户的无功功率的需求量，具下述重大意义。,1）.增加设备的供电能力,提高功率因数，能增加电力系统主要组成部分的发电机、变压器和网路的供电能力。这是因为供电设备的供电能力，是,以视在功率S=来表示的。当无功功率减少，对同一个,设备来讲它所供应或传送的有功功率就增加了，充分发挥了设备的潜力，提高了电力系统的供电能力。,例如,某厂计算负荷Pmax=210kW，COS=0.7，配用1台315KVA变压器供电。问此变压器能否满足需求？当计算负荷增大到280kW，负载功率因数不变时，原有变压器能否满足需求？当计算负荷为280kW，而使负载功率因数提高到0.9时，原有变压器能否满足需求？,解：当负荷为210KW，功率因数为0.7时，所需变压器容量：,S=KVA315KVA。故变压器满足供电需求。,当负荷增大到280KW，而功率因数未加改善，则所需变压器容量：,S=KVA315kVA。故原有变压器不能满足需求。,当功率因数改善后为0.9时，所需变压器容量为：,S=KVA315kVA,可见，提高功率因数后，不增设大容量变压器，原有变压器仍可满足负载增大后的供电需求。,2）减少线路功率损耗,供电线路的有功功率损耗，是由于电流通过线路电阻R,L,时发热所产生的。三相供电线路的最大有功功率损耗为：,P,max,=3I,max,R,L,(W)=(KW),R,L,-一相线路的导线电阻，；,Ue-线路的额定电压，kV；,I,max,-线路的最大工作电流，A；,P,max,、Q,max,、S,max,-线路的计算负荷，kW、kvar、kVA,当线路的额定电压Ue和输送的有功功率P保持恒定时，上式可改成下面的表现形式：,P,max,=,可见，在其他因素相同的情况下，线路的损失与功率因数的平方成反比，即用户负载功率因数越低，供电线路的功率损耗越大，这样既浪费能源又增大电费成本。例如，当用户功率因数由0.7提高到1时，则线路的功率损失可减少50%；从0.7提高到0.95时，可减少46%，效果非常明显。,3）减少网路电压损失，提高供电质量,从功率式P=可见，当网路电压和输送功率一定时，功率因数越低，通过网路的电流越大。该电流通过网路阻抗时，所产生的电压降也越大。可见，提高用户功率因数，可使供电线路的电压损失减小，从而改善了供电系统的运行水平及用户的供电质量。,4、补偿容量的估算、查表与计算：,1)估算：,一般情况下，无功补偿容量可按变压器容量的15%,25%来估算（即一般情况下按功率因数COS2提高0.9左右来,考虑）。当采用自动调节补偿方式时，补偿电容器的安装容,量宜留有适当余量 （因考虑到功率因数COS2有可能提高,0.95以上）。目前基本上均采用自动补偿方式。,例如,：100KVA的配电电力变压器，无功补偿容量按变压器容量的15%25%来估算的话，其无功功率Q可按1525Kvar来匹配，当采用自动调节补偿方式时，其无功功率Q可按3050Kvar来考虑匹配。,2）查表：,利用查表也可快速确定补偿容量。表4-22和表4-23详细列出用电负荷设备，每一千瓦有功功率所需无功补偿容量（千乏Kvar/千瓦Kw）。通过查表可方便求得补偿容量。,这里还给出三相电动机单机补偿容量查找表-25和三相电动机最大补偿容量查找表4-26。以供参考查找之用。,例如,：某小厂用电负荷总功率为100KW,当功率因数从COS1=0.8提高COS2=0.9时，需配无功补偿容量为多大?,可直接查表4-22和表4-23获知：每一千瓦有功功率所需无功补偿容量为：0.27Kvar和0.266Kvar,也就是0.27Kvar。故100KW的用电负荷应配27Kvar的无功补偿容量。,3）计算：,利用公式进行计算 Q=P(tg,1,-tg,2,)=P(tan,1,-tan,2,）,式中 Q-电容器的无功功率（千乏kvar）,P-有功功率（千瓦）,tg,1,(即tan,1,)-补偿前功率因数角的正切值；,tg,2,(即tan,2,)-补偿后功率因数角的正切值。,tg,1,=,tg,2,=,cos与tg对应值可查表4-24,当确定补偿所需的电容器容量后，可查有关手册选出电容器的型号规格。在实际应用中，由于电容的标志参数与电容的计算值往往不同，故可选多个电容。,一般情况下电容补偿均采用三角形接线，其优点是：根据Y-转换原理，采用同样数量的电容量，三角形接法时的容量是星形接法时的3倍，故可提高电容器的利用率。,例如,：,某小厂用电负荷总功率为100KW,当功率因数从,COS,1,=0.8提高COS,2,=0.9时，需配无功补偿,容量为多大?,解：利用公式进行计算：,Q=P(tg,1,-tg,2,)=P(tan,1,-tan,2,）,查表4-24知：,cos,1,=0.8时，tg,1,=0.7500，cos,2,=0.9时，,tg,2,=0.4844。,故：Q=P(tg,1,-tg,2,)=100（0.7500-0.4844）,=26.56=27（Kvar）,5、补偿用电力电容器的安装：,1）电容器所在环境温度不应超过40、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m；周围不应有腐蚀性气体或蒸气、不应有大量灰尘和纤维；所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。,2）电容器应避免阳光直射，受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。,3）电容器分层安装时一般不超过三层；层与层之间不得有隔板，以免阻碍通风；相邻电容器之间