技術(shù)部低壓培訓(xùn)4

技術(shù)部?jī)?nèi)部培訓(xùn)（四）

低壓(dīyā)部分2014.2.221精品資料目錄(mùlù)設(shè)計(jì)過(guò)程中暴露的問(wèn)題電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計(jì)算供電系統(tǒng)組成與接線方式2精品資料一、設(shè)計(jì)過(guò)程中暴露(bàolù)的問(wèn)題徐州華美熱電二期超臨界循環(huán)流化(liúhuà)機(jī)組化水PC段，用信號(hào)繼電器跳斷路器問(wèn)題，見(jiàn)附圖，信號(hào)繼電器K174（型號(hào)：HJXH-E1/U），斷路器為MT，有關(guān)參數(shù)如下：3精品資料一、設(shè)計(jì)過(guò)程(guòchéng)中暴露的問(wèn)題MT跳閘線圈參數(shù)如下：比較兩者功耗，計(jì)算跳閘回路動(dòng)作電流(diànliú)：200/110=1.8A，遠(yuǎn)大于信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)容量。說(shuō)明：信號(hào)繼電器一般只能作為信號(hào)指示用，不能用于斷路器跳閘回路，跳閘回路應(yīng)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(jì)算感性無(wú)功功率和容性無(wú)功功率感性無(wú)功功率：電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫感性無(wú)功功率。在電感性負(fù)載的電路中，電流滯后電壓(diànyā)一個(gè)角度Φ，cosΦ稱為功率因數(shù)（滯后）。容性無(wú)功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)，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(wú)功功率。在電容性負(fù)載的電路中，電流超前電壓(diànyā)一個(gè)角度Φ，cosΦ稱為功率因數(shù)（超前）。因此容性無(wú)功功率可以抵消感性無(wú)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(jì)算6功率(gōnglǜ)三角形如圖：關(guān)系式如下

S：視在功率(gōnglǜ)，kVAP：有功功率(gōnglǜ)，kWQ：無(wú)功功率(gōnglǜ)，kvar并聯(lián)電容器額定容量與電容量的計(jì)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(jì)算并聯(lián)電容器電流計(jì)算按標(biāo)稱容量和額定電壓計(jì)算電流單相(dānxiānɡ)：IC=（A）三相：IC=（A）按電容器的實(shí)際電容值和額定電壓計(jì)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(tái)電容器，型號(hào)為BKMJ0.4-12-3，銘牌電容值為239μF，試計(jì)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(jì)算8電容器容量的選擇(xuǎnzé)按提高COSΦ確定補(bǔ)償容量QC=P（kvar）P：最大負(fù)荷月平均有功功率，kWCOSΦ1：補(bǔ)償前功率因數(shù)值COSΦ2：補(bǔ)償后功率因數(shù)值例2某工廠最大負(fù)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(wèn)需要裝設(shè)電容器組的總?cè)萘繎?yīng)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(jì)算按提高電壓確定補(bǔ)償容量該方法適用于以調(diào)壓為主的樞紐變電所和電網(wǎng)末端的用戶變電所，在實(shí)際計(jì)算中，此方法很少采用（為近似計(jì)算法）QC=（kvar）ΔU：需要提高的電壓值，V；U2：需要達(dá)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(shí)際電壓為9.2kV,問(wèn)需要多大補(bǔ)償容量才能使母線電壓達(dá)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(jì)算按降低線損確定補(bǔ)償容量安裝電容器后后線損降低率按下式計(jì)算

例4某工廠(gōngchǎng)10kV架空線路，電力負(fù)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(jì)算按感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載電流確定補(bǔ)償容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)個(gè)別補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)按其空載電流來(lái)選擇電容器的容量，計(jì)算公式為QC≤UeI0（kvar）Ue：電動(dòng)機(jī)額定電壓(diànyā)，kV；I0：電動(dòng)機(jī)空載電流，A；由于一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載電流約占額定電流的25%~40%，因此，電動(dòng)機(jī)的單臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償容量也相應(yīng)為其容量的25%~40%。

例5某臺(tái)低壓三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定功率為100kW，其空載電流為60A，求其單臺(tái)無(wú)功補(bǔ)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(jì)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(jì)算由圖中的等效回路可以得到下列關(guān)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(jì)算由上述公式可以看出，當(dāng)時(shí)，即電容器組回路呈電感性，可使諧波電流Icn減??；當(dāng)時(shí)，即構(gòu)成(gòuchéng)諧振條件，電容器變成了濾波器，諧波電流全部通過(guò)電容器使其過(guò)負(fù)荷；當(dāng)時(shí)，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(yán)重畸變；14精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計(jì)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(yīng)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(yīng)使回路呈電感性。如果達(dá)到諧振時(shí)：對(duì)3次諧波：XL/Xc=1/9=0.111=11.1%；對(duì)5次諧波：XL/Xc=1/25=0.04=4%；對(duì)7次諧波：XL/Xc=1/49=0.0204=2.04%；對(duì)9次諧波：XL/Xc=1/81=0.012=1.2%；對(duì)11次諧波：XL/Xc=1/121=0.0083=0.83%；因此(yīncǐ)，應(yīng)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(duì)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(jì)算串電抗器后，電容器端電壓及補(bǔ)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(shí)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(jì)算由于電抗器吸收電容器所產(chǎn)生的無(wú)功補(bǔ)償功率，造成電容器向電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)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(jí)的電容器。這樣組合下來(lái)，實(shí)際電壓又不一定(yīdìng)正巧與所選電容器額定電壓一級(jí)，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(yùn)行，實(shí)際補(bǔ)償容量又低于電容器銘牌所標(biāo)容量。為說(shuō)明上述問(wèn)題，現(xiàn)舉例如下：例6，某項(xiàng)目，系統(tǒng)電壓UN=400V，每回路補(bǔ)償電容器為30kvar，串入電抗器的電抗率K=7%求：電容器運(yùn)行時(shí)實(shí)際電壓，如何選擇電容器額定電壓及實(shí)際補(bǔ)償容量。17精品資料二、電容柜常用(chánɡyònɡ)數(shù)據(jù)的計(jì)算計(jì)算步驟為：電容器實(shí)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(shí)際壓降為UL=430V-400V=30V，或UL=KUc=7%*430=30V。額定電壓480V電容器，實(shí)際承受(chéngshòu)電壓為430V，實(shí)際發(fā)出的無(wú)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(wú)功功率的7%。電容器實(shí)際向電網(wǎng)發(fā)出額定無(wú)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(jì)算電容器串入電抗器后實(shí)際電流(diànliú)30kvar電容器，額定電壓480V，額定電流(diànliú)為在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，承受電壓為430V，則實(shí)際運(yùn)行電流(diànliú)為或這樣，選擇回路導(dǎo)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(jì)算。19精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計(jì)算20精品資料二、電容柜常用數(shù)據(jù)(shùjù)的計(jì)算21精品資料三、供電系統(tǒng)組成與接線(jiēxiàn)方式部分基礎(chǔ)點(diǎn)：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(lái)的一個(gè)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(jí)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(zhì)量的三個(gè)基本參數(shù)：電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和電壓波形。電壓質(zhì)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(zhì)量：規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率是50Hz；對(duì)大型電力系統(tǒng)，頻率的標(biāo)準(zhǔn)是50±0.2Hz；對(duì)中小電力系統(tǒng)，頻率的標(biāo)準(zhǔn)是50±0.5Hz；電壓波形：電力系統(tǒng)供電電壓或電流的標(biāo)準(zhǔn)波形應(yīng)是正弦波，當(dāng)電源的標(biāo)準(zhǔn)波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波時(shí)，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(jī)額定電壓值取為線路額定電壓值的105%；與發(fā)電機(jī)相連的電力變壓器一次線圈額定電壓與發(fā)電機(jī)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(yīng)視其所帶的線路長(zhǎng)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(guò)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(shù)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(shè)自動(dòng)裝置，但開(kāi)關(guān)設(shè)備使用較多，檢修時(shí)該線路所供電負(fù)荷均要停電，低壓放射式接線適用于大容量設(shè)備、重要負(fù)荷和環(huán)境(huánjìng)比較惡劣的場(chǎng)所，如下圖：26精品資料三、供電系統(tǒng)(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)組成與接線方式樹(shù)干式接線：樹(shù)干式接線在多數(shù)(duōshù)情況下能減少使用的開(kāi)關(guān)設(shè)備，投資少，但干線發(fā)生故障時(shí)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