关于电容器柜的设计要求

关于低压电容器柜通风散热及导体设计的
技术要求
为了统一低压电容补偿柜的设计标准，确保电容补偿柜的可靠稳定运行，现据相关技术资料，将低压电容补偿柜的相关技术要求整理摘录如下，请相关部门遵照执行。

保护方案选择：电容器的保护需采用快速熔断器，且每一回路均具备断相保护功能，不宜采用断路器保护。

1．根据施耐德公司的样本《无功功率补偿》用户手册，“电容器，接触器，熔断器和电气接线的耗散热量为：2.5W/kVar”
2．根据施耐德公司的样本《无功功率补偿》用户手册，“电容器，失谐电抗器, 接触器，熔断器和电气接线的耗散热量为：8W/kVar”
3．通风准则
●柜内风向为自下至上式
●顶部开口至少为底部开口的1.1倍
●真正的空气流量必须大于或等于两倍的柜体功率.如200kVar的安装功率,真正的空气流量为
400m2/h
●推荐为柜体顶部安装抽风式风扇.
●如果柜体的防护等级为≤IP3X
补偿容量≤100kVar，自然通风，顶部开口≥200cm2
补偿容量100~200kVar，自然通风，顶部开口≥400cm2
补偿容量≥200kVar，强迫风冷，最小流量（m3/h）≥0.75倍补偿容量
●如果柜体的防护等级为>IP3X
任何补偿容量，强迫风冷，最小流量（m3/h）≥0.75倍补偿容量
4.主要产生谐波的装置:
●变频器
●整流器
●电子启动器
●焊接设备
●UPS
电弧炉,等
5.无功补偿类型的选择
Sn:变压器视在功率
Gh:产生谐波设备的视在功率(变频器,静态开关,电子设备等)
对Gh/Sn<15% 按常规补偿;
对Gh/Sn=15~25% 按加强性补偿(导线的载流量余量更大一些);
对60%>Gh/Sn>25%;则选用带失谐电抗器的电容补偿柜;
大于60%时,推荐使用谐波滤波器。

6.按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.2.6.1条“主电路母线和导线的允许载流量应不小于
可能通过该电路最大工作电流的1.5倍”
而按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.1.5条“……由于实际电容可能达1.1CN”，第5.1.4条“使用电压范围使用电压范围为：0.85~1.1UN。

”。

及第5.1.10条“当电网电压大于
1.05UN时,控制器不投入电容器组指令,装置…当电网电压达到1.1UN时，装置应能在1min内逐
组切除电容器”----即该电路的最大工作电流=1.1*1.1In(In=Q/√3.U)。

故：对补偿柜，母排和电缆截面积按1.5*1.1*1.1In(In=Q/√3.U)=1.815 In
[之所以母排要放大 1.5倍，主要是“考虑谐波和高至 1.1倍电容器额定电压的共同作用”(见GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.8.1条的条文说明]
注: 部标JB比设计规范GB要求要高一些,最大的区别在于部标JB为“最大工作电流的1.5倍”，而设计规范GB第5.8.1条为“单台电容器至母线或熔断器的连接线应采用软导线，其长期允许电流应不小于单台电容器额定电流的1.5倍”。

7．按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.2.5.4条“刀开关和交流接触器的额定电流应不小于其负载的额定电流的1.5倍”。

注：按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第6.1.5条之条文说明“我国标准规定，电容器允许在1.1倍额定电压下长期运行;在1.15倍额定电压下运行30min; 在1.2倍额定电压下运行5min;
在1.3倍额定电压下运行1min”。

8．按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第3.0.2条之规定“一般情况下，电容器容量可按主变压器的容量的10%~30%确定”。

9．按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.5.2条之规定“仅用于限制涌流时，电抗率宜取
0.1%~1%”。

10．按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.5.3条之规定“用于抑制谐波,当并联电容
器装置接入处的背景谐波为5次及以上时,宜取4.5%~6%;当并联电容器装置接入处的背景谐波为3次及以上时,宜取12%;亦可采用4.5%~6%与12%两种电抗率”。

11．按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.4.3条之规定“熔断路的熔丝额定电流选择,不应小于电容器额定电流的1.43倍,并不宜大于额定电流的1.55倍”(保护范围偏窄)。

注:按IEC保护导则建议为1.35~1.65倍电容器额定电流。

(见GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.4.3条之条文说明.)
12．风机及其选择
（按天津电气传动设计研究所《电气传动自动化技术手册》第11章第5.5节“风道及风机选择”）
●风机所需的风量可根据热平衡方程式求得：
Q=3600P/（cγ△T） (单位：m3/h)
式中P---风道总发热功率
c---空气比热容（J/kg.K）,c=1026J/kg.K
γ---空气密度（kg/m3）γ=1.05kg/m3
△T---风道进出口风温差（K），一般取△T=5K
●风压奕为m层器件的总流阻，即
H=m. △P
式中△P---散热器流阻（Pa）
m---风道层数。

根据计算风量和风压值，分别附加10~20%来选择风机规格。

案例附后：
例：1台0.4kV容量为10*20=200kVar的低压电容柜其导线选择及熔断器、风机的选择。

对电容器的导线：I=1.815 In(In=Q/√3.U)[按JB7113-93《低压并联电容器装置》]
=52.4A
I=1.5 In(In=Q/√3.U)[ 按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》]
=43.3A
对电容器的熔断器:I=1.43~1.55 In(In=Q/√3.U) [ 按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》]
=41.3~44.7A
I=1.3~1.65 In(In=Q/√3.U) [ 按IEC《并联电容器装置设计规范》]
=39~47.6A
对通风量: 补偿容量≥200kVar，强迫风冷，最小流量（m3/h）≥0.75倍补偿容量
≥150（m3/h） [按施耐德的选型手册]
或Q=3600P/（cγ△T） [按天传所的设计手册]
=3600*2*200/(1026*1.05*5)
=1440000/5386.5
=267.3（m3/h）
=267.3*1.1~1.2
=294~321（m3/h）=1.5倍补偿容量
我司常用的风机:
1. F12038(对应深圳闽泉型号为MQ12038)
主要参数:AC220/240 风量:2.3/2.7 m3/min(138~162m3/h)
考虑到系统线电压通常为0.4kV，相电压为0.23kV;故风机的风量按150 m3/min:选择2
只及以上的抽风机。

2．F18060(对应深圳闽泉型号为MQ18060)
主要参数:AC220 风量:8.5m3/min(510m3/h)
3．F20060(对应深圳闽泉型号为MQ20060)
主要参数:AC220 风量:12m3/min(720m3/h)。