天车方案--通常

适用于起重运输设备的

低压动态无功补偿（TFC）系统

介绍

北京时代派奥斯电子有限公司

北京时代派奥斯电子有限公司TIMEPOWERS

目录

1. 起重运输设备工作特点 (1)

2. 无功补偿的必要性 (1)

3. 动态无功补偿的优越性 (1)

4. TFC系列动态无功补偿装置工作原理 (2)

5. 方案及设计依据标准 (3)

6. 智能监控终端TPM2000D概述 (4)

7. 装置特点 (5)

8. 现场应用 (6)

1. 起重运输设备工作特点

起重运输设备属于频繁起、制动的冲击性负荷，通常采用绕线转子电动机转子串电阻或定子调压方式进行调速。转子回路串电阻后电动机机械特性变软，调速范围小，有级调速；效率低，串入的电阻越大，损耗功率越大；调速方式简单。晶闸管定子调压调速控制系统主回路简单，控制直观，投资少，维修方便，可靠性高，为恒转矩无级调速。

目前，对于大容量的起重设备，通常采用晶闸管调压与转子串电阻调节相结合的调速方式。

大容量起重设备起吊时，由于电机的起动电流可达到正常运行电流3-4倍左右，在供电系统中引起较大的电压损失，使供电母线电压下降。电压波动的大小与起动方式、母线短路容量、电动机额定起动容量及线路滑线阻抗有关。同时，电网的功率因数极低COSΦ在0.2～0.3左右。

2. 无功补偿的必要性

在工频下交流电机转矩与电压平方成正比，所以电机起动引起的网压波动，直接影响起重设备电机的转矩，常常出现起吊无力，甚至溜钩现象，对现场安全非常不利。另外，网压波动也影响电网所带其他用电设备（变频器、传动装置、计算机控制系统）的安全运行。

设备如果使用晶闸管调压调速控制系统，回路将产生大量的5次、7次谐波电流。为了提高系统功率因数，现场通常在负载侧直接并联电容器。在工频下，这些电容器的容抗比系统的感抗大得多，不会产生谐振。但对于谐波来讲，就可能产生并联谐振和串联谐振，对系统，特别会对电容器形成很大的威胁，常常使电容器温度升高、鼓肚和烧毁。谐波是供配电系统中的公害，可造成供配电线路，用电设备发热，产生趋肤效应，使电气设备、电动机产生机械振荡，影响计算机控制系统的正常运行。

所以，在大容量起重运输设备系统中安装具有谐波抑制作用的无功补偿装置是十分必要的。

3. 动态无功补偿的优越性

无功补偿及谐波治理的作用是利用动态无功补偿装置的容性无功功率实时地动态抵消负载产生的感性无功功率,并且抑制谐波不产生放大。使供配电系统向负载提供有功功率外尽可能减少提供无功功率，从而达到提高功率因数，减少由感性无功产生的电网电压降落，增加供配电系统的带载能力，提高供配电设施的可靠性，降低供配电损耗。

由于起重运输设备大功率冲击性负载的频繁起制动，严重影响电网电压，电网电压大幅波动容易造成网上的变频器和传动装置工作不稳定。

普通静态的无功补偿投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生欠补或者过补偿，造成电网电压波动，损坏用电设备；并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命。

动态无功补偿可对任何负载情况进行实时快速补偿，系统响应时间小于30ms，并有稳定电网电压功能，提高电网质量，无触点零电流投切技术增加了电容器使用寿命，减小对电网的冲击。

4. TFC系列动态无功补偿装置工作原理

TFC系列动态无功补偿滤波成套装置，主要由监控终端、开关模块、电容器、电抗器、断路器、机柜等构成，控制器采用反馈式监测（三相平衡负荷，采集单相信号；三相不平衡负荷，采集三相信号），以负载的实时无功功率为投切物理量，应用瞬时无功控制理论及网压支持算法，在10ms内完成信号数据采集、计算、及控制输出；投切开关接到投切指令后，在小于10ms内完成零电流投入，投切无涌流，对电网无冲击，并且在主电路和开关中采取措施，对于主回路电容器有预充电的作用，避免了投切电容器的冲击，使运行更加稳定、安全、可靠。为保证实时跟踪投切，整个系统响应时间小于30ms，可满足快速变化负载的需要，实现快速补偿。

TFC系列动态无功补偿滤波成套装置，按功能可分为：标准调谐型、非标滤波型。

下面简述标准调谐型工作原理：

主要适用于含有少量谐波，负荷变化较快的系统中。一般情况下，在这种系统中，单纯投切电容器组的无功补偿装置是不能直接使用的，危害有三：一为并联电容器组对谐波的放大，电容器组与电网形成并联谐振使谐波电流放大，以致于电压及电流的畸变更为严重；二为谐波对并联电容器的直接影响，谐波电流叠加在电容器的基波电容上，使电容器的电流有效值增大，温升增大，会降低电容器的使用寿命或使电容器损害；三为难以跟踪快速变化的负载，容易引起过补和欠补，导致网压波动。针对于此，在谐波含量小于30%的系统中，无功补偿装置应该串接调谐电抗器，使此回路中的谐振频率调谐低于最低次谐波，使其在工频呈电容性，改善功率因数，在谐振频率时呈感性，防止谐振的发生，以防止谐波的放大。

A相,B相，C相

允许再带4台辅助补偿柜

负载

TFC标准调谐装置（二进制编码投切方式）

5. 方案及设计依据标准

Q/HKC0363-1999 时代集团TFC系列企标

GB/T14549-93 《电能质量，公用电网谐波》

GB12325-90 《电能质量，供电电压允许偏差》

GB12326-90 《电能质量，电压允许波动和闪变》

GB/T15576-1995 低压无功功率静态补偿装置总技术条件

JB/DQ6141-86 《低压无功功率补偿装置》

GB3983.1-89 《低电压并联电容器》

JB7113-93 《低压并联电容装置》

DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器定货技术条件》

GB7251.1-1997 低压成套开关设备和控制设备

GB4208-93 外壳防护等级（IP代码）

GB2681-81 电工成套装置中导线的颜色等

GB2682-81 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色

GB3797-89 电控设备第二部分装有电子器件的电控设备