施耐德无功补偿基础培训教程

● 谐波干扰无功补偿电容器正常运行 ● 无功补偿电容器加剧谐波污染 ● 无功补偿必需考虑谐波污染
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目录
● 无功补偿基础
●合理的技术方案
● 公司产品介绍及选型
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集中补偿
10’
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确定合理的技术方案
3. 选择电容器组的控制方式
● 电容补偿容量≤ 15% Sn（变压器容量） 可以采用定值补偿：无需调节，连接一个定值电容器组
● 电容补偿容量> 15% Sn （变压器容量） 可采用自动调节补偿：电容器分多步投切，达到所需要求
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P
Q
● 具有无功功率补偿
P
Q
● 视在功率远大于有功功率 ● 无功功率全部由电网提供 ● 输配电变压器提供的视在功率大
SchneFra Baidu bibliotekder Electric –EM–范建峰－ 2010/06/21
● 减少了无功功率传输 ● 无功功率由电容器提供 ● 避免变压器过载 ● 减少了电网损耗
Q c
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无功功率补偿基础
● 如案例1：负载462kW，cos j = 0.8 (tg j= 0.75)。 为了得到cos j = 0.95，需要安装一个无功功率等于k x P的电容器组，
● 查表
● 无功功率最小安装容量 即Qc = 0,421 x 462 = 195 kvar
最终确定无功补偿为： Qc ＝200－275 kvar
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补偿类型
● 标准型无功功率补偿
● 设计电压与电网电压相同 ● 例如：设计电压415V用于400V配电系统
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补偿类型
● 过谐型无功功率补偿
● 设计电压高于电网电压一个等级 例如：设计电压480V 用于400V系统
● 容量与电压等级的平方成正比。 例如：一台480V，68Kvar电容器 68Kvar×（400/480）²＝47Kvar
4.选择合适电容器（根据工作环境和谐波影响）
● 工作环境 ● 环境温度/湿度 ● 平均寿命/年投切次数 ● 过电流/电压扰动 ●…
● 谐波影响 ● 谐波轻微污染场所 ● 谐波中度污染场所 ● 谐波严重污染场所 ●…
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确定合理的技术方案
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补偿类型
● 调谐型无功功率补偿
●过谐型电容器＋ DR系列电抗器
Varplus2 68Kvar/480V ＋215Hz 电抗器 ＝50Kvar /400V调谐补偿
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无功功率补偿基础
● 电压和电流之间的相移
● 取决于负载,负载吸收超前或滞后于电压的电流。
● Cos ϕ
● 我们称为相移功率因数。它表征了设备的电气效率。
0 ≤ Cos ϕ ≤ 1 (超前或滞后)
ϕ
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Apparent power 视在功率
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无功功率补偿基础
● 需要大量无功功率的电力设备
● 电动机 ● 部分照明灯（钠灯……） ● 感应炉 ● 电弧炉 ● 焊接设备 ● 变压器
● 需要少量无功功率的电力设备
● 变频器 ● 白炽灯 ● 卤灯 ● 整流器
● 抑制5次、7次谐波通常使用的调谐频率为189Hz/210Hz（工频为50Hz） ● 抑制3次谐波通常使用的调谐频率为134Hz（工频为50Hz）
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调谐补偿方案（ Gh/Sn>20%)
● 举例：134Hz调谐电抗器 ⎜z⎜(Ω)
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练习3：选择电容器组控制方式
5’
● 目标：确定案例中电容器组补偿方式 ● 进线变压器容量为800kVA.
计算的用户电容器组最小补偿容量为200kvar
电容器组应采用哪种补偿方式？
200/800=25% 自动补偿
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确定合理的技术方案
无功补偿产品基础与应用
PQM产品 EMS市场部
无功补偿给客户主要收益
最高可达10％ 最高可达30％ 最高可达50％ 最高可大3％
● 减少电费帐单 ● 避免无功罚款
● 优化设备成本 ● 负载无功功率补偿可以提高电源的使用效率 ● 优化变压器，电缆等设备选型
● 改善您配电网的电能质量 ● 无功功率补偿和滤除谐波可改善电网电能质量
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总结提示
● 负载不但需要消耗有功功率，同时消耗无功功率 ● 无功功率占用电源容量，增加电能损耗 ● 无功功率降低功率因数，引起无功罚款
● 无功功率补偿可以提高功率因数，避免无功罚款 ● 无功功率补偿可以减少设备容量，提高电源利用率 ● 无功功率补偿可以减低损耗实现节能降耗 ● 无功功率补偿可以稳定电压，提高电能质量
33.. 就就地地补补偿偿方方式式－－电电容容器器组组安安装装 在在单单一一负负载载进进线线端端
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练习2
根据案例信息 ：确定案例中电容器补偿方式 ● 电容柜安装于低压配电室
确定补偿方式？
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系统＋电容 系统
fr 150 250
谐波频谱
550 f (Hz)
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练习4
5’
● 目标：确定《教材》案例中补偿设备类型
● 变压器容量为800kVA ● 负载中有变频器，功率为210kVA ● 应选择哪种补偿设备?
Gh/Sn＝210/800=26％ 调谐型补偿
● 电容器组中电抗器的调谐频率应低于电网中设 备产生的最低次谐波的频率
● 调谐电抗器可以抑制谐波放大，保护电容器
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调谐补偿方案（ Gh/Sn>20%)
● 说明
● 消除大量谐波电流对电容的危害 ● 调谐电抗器抑制谐波电流流入系统 ● 例：
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无功功率补偿基础
有功功率 P
电网
电力网络
电动机
无功功率 Q
释放系统容量 提高电源利用率 减少线路损耗
……
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无功功率补偿基础
对电网的好处
● 没有无功功率补偿
对用户的好处
● 没有无功功率补偿
P
Q
● 具有无功功率补偿
P
Q
● 视在功率大于有功功率 ● 无功功率全部由电网提供 ● 输配电变压器过载 ● 用户被罚款
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● 减少了无功功率传输 ● 无功功率由电容器提供 ● 变压器释放出更多容量 ● 减少了电网损耗 ● 无罚款
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调谐补偿方案（ Gh/Sn>25%)
● 对电容器的影响 ● 大量谐波电流的危害 ●过载 ●温升 ●加速老化
● 对纯电容补偿电网的影响 ● 谐波放大，产生谐振现象
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调谐补偿方案（ Gh/Sn>20%)
－调谐电抗器如何选型？
Qc
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无功补偿基础—客户收益
●供电局对工业用户的电费计算方法：
电费＝基本电费 + 电度电费 + 功率因数调整电费
● 1、基本电费：由最大需量决定 (Peak demand) ● 2、电度电费：由实际用电量计算 (kWh) ● 3、功率因数调整电费：按平均功率因数 征收或 奖励(PF)
功率因数低，意味着付出更多电费！
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确定合理的技术方案
2.确定电容器的安装位置，确定补偿方式
11.. 集集中中补补偿偿方方式式－－电电容容器器安安装装于于 变变压压器器总总馈馈线线端端
22.. 分分支支补补偿偿方方式式－－电电容容器器组组安安装装 于于支支路路馈馈线线端端
ωt
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无功功率补偿基础
用于做功 电能Æ机械能
电网
视在功率S 电力网络
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有功功率 P
电能
电动机
机械能
无功功率 Q
N
S
用于产生磁场 电场与磁场的
交换
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无功功率补偿基础
Reactive power 无功功率
Active power 有功功率
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目录
● 无功补偿基础
● 合理的技术方案 ● 公司产品介绍及选型
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知识分享
● 什么是无功功率补偿？ ● 为什么要做无功功率补偿？ ● 如何实现无功功率补偿
4.选择合适电容器
确定系统谐波污染程度
Gh/Sn
<15%
15%~25%
标准型 补偿方案
过谐型 补偿方案
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>25%
调谐型 补偿方案
调谐型方案 标过准谐型方案
变压器容量
Varlogic
VSanrl(ogKicva)
M 非线性负载
电线容例性器：负电电4载容18压50器电V需电容电高压器容于等＋器电于电用网电抗于电G网器40压h电0(V一K压系v个a统等) 级 电容器需提高一个电压等级
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无功补偿的基础－谐波影响
● 电容器可能造成谐波放大，加剧谐波污染程度 ● 产生谐振 ● 谐波导致电容器过载，产生发热或烧毁 ● 造成电容器乏值降低，缩短电容器寿命
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● 保护环境 ● 降低能耗有利于环境保护
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培训目标
● 通过培训，您将能够： ● 理解无功功率补偿方案基础知识 ● 选择符合用户需求的解决方案 ●分析用户需求技术规格书 ●提出关键问题 ● 掌握无功补偿概念和实现方法 ●正确定义和说明无功功率补偿方案 ●正确的元器件选型方法 ●根据客户需求配置方案
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确定合理的技术方案
● 步骤1：计算无功功率安装容量 ● 步骤2：选择补偿方式 ● 步骤3：选择电容器组的控制方式 ● 步骤4：选择合适电容器补偿方案（根据工作环境和谐波影响）
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客户需求－案例
● 系统电压 400V/50Hz ● 变压器容量为 800kVA ● 平均功率因数感性 0.8 ● 有功功率 462KW ● 负载中主要非线性负载为有变频器，容量为210kVA ● 目标功率因数 0.95以上 ● 电容柜安装于低压配电室 ● 控制器需要通讯功能
根据以上客户信息如何设计补偿方案？
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练习1
根据案例信息 ：确定案例中电容器安装容量 ● 系统电压 400V ● 平均功率因数感性 0.8 ● 有功功率 462KW ● 目标功率因数 0.95以上
计算无功补偿容量？
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确定合理的技术方案
1.计算无功功率安装容量：
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确定合理的技术方案
1.计算无功功率安装容量
● 无功功率安装容量可依据下列数据之一计算： ● 功率估算（新建工程） ● 电气帐单 ● 测量数据
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确定合理的技术方案
1.计算无功功率安装容量
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调谐电抗器频率为189Hz/210Hz
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