摘要：分析智能集成式電力電容的工作原理及功能，結(jié)合山東環(huán)保材料制造廠配電現(xiàn)狀，選擇經(jīng)濟(jì)可靠的方案，智能電容過(guò)零投切與低功耗，解決了繼電器投切產(chǎn)生涌流的問(wèn)題；接線簡(jiǎn)單，擴(kuò)容方便，解決無(wú)功補(bǔ)償柜內(nèi)空間不足、補(bǔ)償容量不足的問(wèn)題；帶有通訊功能可傳輸后臺(tái)，解決了補(bǔ)償配電分散管理、故障報(bào)警不及時(shí)的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：低壓智能電力電容器，無(wú)功補(bǔ)償，功率因數(shù)
0概述
對(duì)于電力系統(tǒng)中的供電部分，提供電能的發(fā)電機(jī)是按要求的額定電壓和額定電流設(shè)計(jì)的，發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行中，電壓和電流都不能**過(guò)額定值，否則會(huì)縮短其使用壽命，甚至損壞發(fā)電機(jī)。由于發(fā)電機(jī)是通過(guò)額定電流與額定電壓之積定額的，這意味著當(dāng)其接入負(fù)載為電阻時(shí)，理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用，因?yàn)镻= UIcosφ中的cosφ=1；但是當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí)，cosφ<1,發(fā)電機(jī)就得不到充分利用。為了利用發(fā)電機(jī)的容量，即發(fā)電機(jī)產(chǎn)生有功較大，就要提高其功率因數(shù)。在低壓配電系統(tǒng)中，采用并聯(lián)電容器裝置對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行集中補(bǔ)償或就地補(bǔ)償是降低線損、節(jié)約電能有效的方法。無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)闹饕π牵簻p少設(shè)備和線路的功率損耗；穩(wěn)定電壓，提高供電質(zhì)量；提高電力變壓器的承載能力；在長(zhǎng)距離輸電中，提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力等。
傳統(tǒng)的電容電抗無(wú)功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償精度低，功能單一，安裝接線復(fù)雜，同時(shí)不利于生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試和可靠運(yùn)行，已經(jīng)嚴(yán)重制約它的發(fā)展，電容器在投切過(guò)程中容易產(chǎn)生較大的沖擊電流，引起電網(wǎng)過(guò)電壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。為解決這些問(wèn)題，可改用具有過(guò)零投切技術(shù)的低壓智能集成式電力電容器作為補(bǔ)償裝置。
1、原理分析
AZCL智能集成式諧波抑制電力電容以共補(bǔ)電容或分補(bǔ)電容為主體，采用微型電子元件技術(shù)、微型傳感器技術(shù)、微型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電器制造技術(shù)，將智能組件、控制器、電容器、電抗器、塑殼斷路器等元件微型化，整機(jī)體積小，結(jié)構(gòu)精巧。智能電容控制器通過(guò)電流互感器、電壓采樣計(jì)算出無(wú)功缺額、功率因數(shù)等參數(shù)，以工業(yè)級(jí)MCU為**，同AD轉(zhuǎn)換、RS-485通訊、LCD顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，集采集、運(yùn)算、分析、控制、通信、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一體。
1.1智能網(wǎng)絡(luò)控制功能。
自動(dòng)檢測(cè)及跟蹤系統(tǒng)中的無(wú)功功率變化，自動(dòng)投切電容器組。投切方法為：容量相同的電容器，按循環(huán)投切原則；容量不同的電容器，按適補(bǔ)原則進(jìn)行投切；先投先切，先退先投。補(bǔ)償工況恒定時(shí)，電容器每一小時(shí)循環(huán)投切一次，避**只電容器長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)。
1.2 快速投切電容器功能
投切開(kāi)關(guān)選用復(fù)合開(kāi)關(guān)，無(wú)觸點(diǎn)過(guò)零投切，配合**的智能電容無(wú)功補(bǔ)償控制器，動(dòng)作時(shí)間縮短到1s，動(dòng)態(tài)追蹤補(bǔ)償系統(tǒng)所缺少的無(wú)功功率，力爭(zhēng)使線損降到較低水平。復(fù)合開(kāi)關(guān)電路包含可控硅過(guò)零檢測(cè)與觸發(fā)模塊、可控硅保護(hù)模塊、磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)模塊。電路采用電力電子可控硅與大功率磁保持繼電器復(fù)合技術(shù)，利用可控硅的快速導(dǎo)通和磁保持繼電器觸點(diǎn)的零壓降實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，真正做到過(guò)零投切和低功耗運(yùn)行。合閘時(shí)，該電路實(shí)時(shí)檢測(cè)可控硅兩端電壓差，當(dāng)電壓差基本為0時(shí)，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，無(wú)沖擊涌流，做到柔性投入；穩(wěn)定后，磁保持繼電器吸合，短路可控硅的兩端電極，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)接通主回路，降低開(kāi)關(guān)壓降，同時(shí)繼電器觸點(diǎn)通過(guò)永磁元件定位保持進(jìn)一步降低功耗。
1.3測(cè)量功能
可測(cè)量系統(tǒng)電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率及功率因數(shù)等電參量，也可以檢測(cè)各次電壓、電流諧波，實(shí)時(shí)查看電網(wǎng)參數(shù)。
1.4分相補(bǔ)償功能
分相型電容器可對(duì)各相上的電容器進(jìn)行分別投切，提高對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率的補(bǔ)償精度，使三相無(wú)功功率不平衡的系統(tǒng)得到了良好的補(bǔ)償。
1.5保護(hù)功能
電容器有過(guò)壓、欠壓、欠流、過(guò)溫、斷相、過(guò)諧保護(hù)。當(dāng)電容器內(nèi)部溫度**過(guò)60℃時(shí)，電容器會(huì)整機(jī)退出運(yùn)行，確保系統(tǒng)安全。
1.6通信功能
電容器和控制器之間采用網(wǎng)線連接，控制器與后臺(tái)采用RS485通訊連接，便于大量采集數(shù)據(jù)、上傳數(shù)據(jù)及與外設(shè)監(jiān)控終端進(jìn)行信息交換，構(gòu)成系統(tǒng)工作。
1.7抑制諧波功能
將電抗器與電容器串聯(lián)構(gòu)成LC回路，降低諧波的失真，對(duì)于**LC回路自振頻率的諧波而言，表現(xiàn)為感性，避免了諧振。7%電抗器能夠有效抑制5、7次以上諧波，防止電容器過(guò)熱、絕緣介質(zhì)老化及自愈性能下降等不利因素的發(fā)生。
2、現(xiàn)場(chǎng)案例：
山東某環(huán)保材料制造廠，主要經(jīng)營(yíng)仿木裝飾品、仿木線材制品、畫(huà)框、相框等，占地面積142畝，主要包括廠房、辦公樓、展示廳、食堂、員工宿舍等。其配電系統(tǒng)是由數(shù)臺(tái)10/0.4KV主變壓器，經(jīng)低壓配電設(shè)備向用電設(shè)備供電。廠房車(chē)間變壓器容量為1600kva，負(fù)載總?cè)萘繛?020kw，當(dāng)前功率因數(shù)為0.8，要將功率因數(shù)提高到0.95左右，其主要負(fù)載為加熱爐、電動(dòng)機(jī)等，負(fù)載諧波以5、7次為主，選用7%智能電容；辦公樓變壓器1250kva，負(fù)載總?cè)萘繛?50kw，當(dāng)前功率因數(shù)0.75，其主要負(fù)載為開(kāi)關(guān)電源、照明等，諧波以3次諧波為主,選用14%智能電容。
圖1 廠房車(chē)間配電圖
圖2 辦公樓配電圖
3、解決方案
廠房車(chē)間的低壓配電系統(tǒng)主要為三相負(fù)載加熱爐、電動(dòng)機(jī)，主要引起5、7次諧波，采用7%電抗進(jìn)行調(diào)諧處理，保護(hù)電容器不受諧波影響從而放大電流。安裝容量為600kvar，選用共補(bǔ)、7%智能電容，補(bǔ)償功率因數(shù)達(dá)到0.95左右，滿(mǎn)足客戶(hù)要求。使用普通電容電抗，至少需要兩套寬1000*深1000的柜子，現(xiàn)在安裝AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器，只需要兩套寬800*深800的柜子，柜體空間也大大節(jié)省，接線簡(jiǎn)單，安裝方便，可靠性較高。
辦公樓的低壓配電系統(tǒng)有大量的諧波源負(fù)荷，會(huì)產(chǎn)生3、5、7次諧波，大量的單相非線性負(fù)荷會(huì)造成三相不平衡、諧波**標(biāo)、中性線諧波過(guò)載等電能質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償要考慮諧波的影響。計(jì)算得無(wú)功需量為350kvar，安裝容量為480kvar，考慮到系統(tǒng)中帶有的諧波，安裝共補(bǔ)300kvar、分補(bǔ)180kvar容量的14%智能電容，實(shí)際功率因數(shù)達(dá)到0.94，符合要求，使用普通電容電抗，至少需要兩套寬1000*深1000的柜子，現(xiàn)在安裝AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器，只需要兩套寬800*深800的柜子，柜體空間也大大節(jié)省，接線簡(jiǎn)單，安裝方便，可靠性較高。
4、AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器
4.1 概述
AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測(cè)控單元、晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路、線路保護(hù)單元、電容器和電抗器構(gòu)成。AZCL低壓智能電力電容器采用定制段式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內(nèi)部晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過(guò)諧保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等保護(hù)功能。
4.2 技術(shù)參數(shù)
4.3 接線方式
5、結(jié)束語(yǔ)
在山東環(huán)保材料制造廠項(xiàng)目中，功率因數(shù)普遍偏低，電費(fèi)罰款較多，使用AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器發(fā)出無(wú)功，提高受電端母線的電壓水平，減少了線路上感性無(wú)功的輸出，降低了電壓和功率損耗，因而提高了線路的輸電能力。AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器操作簡(jiǎn)單、功能齊全，能有效地解決用戶(hù)問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能的效果。無(wú)論從經(jīng)濟(jì)性還是從實(shí)用性而言，都具有廣泛的推廣**。電網(wǎng)既產(chǎn)生有功也產(chǎn)生無(wú)功，而無(wú)功在電網(wǎng)傳輸過(guò)程中會(huì)有損耗，低壓智能電力電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，從而提高功率因數(shù)，有效地改善了用電質(zhì)量，節(jié)約用電成本，減少企業(yè)的開(kāi)支，可減少線路的損耗，提高電網(wǎng)輸電的效率。
6、參考文獻(xiàn)
[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6
[2]劉亞?wèn)|，薛亞彬.基于DSP的低壓智能電容器的研究與設(shè)計(jì)[J].電工技術(shù)，2018，1（下）：7，9
[3] 王兆安，劉進(jìn)軍，王躍，等.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償[M].地3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2015
[4] 郭國(guó)方.無(wú)功補(bǔ)償在城市配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]，電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（增刊1）：229，230
安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司專(zhuān)注于餐飲油煙智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)裝置,電瓶車(chē)智能充電管理系統(tǒng),工業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng),弧光保護(hù)裝置,數(shù)顯溫濕度控制器等
詞條
詞條說(shuō)明
基于物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線測(cè)溫產(chǎn)品在電廠的應(yīng)用
王孟春安科瑞電氣股份有限公司?上海嘉定201801摘要：電纜隧道環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期運(yùn)行存在安全隱患，常規(guī)監(jiān)測(cè)手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。因此，文章開(kāi)發(fā)了一套重點(diǎn)區(qū)域電纜實(shí)時(shí)在線無(wú)線測(cè)溫預(yù)瞽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的電纜溫度及周?chē)h(huán)境的氧量、濕度、水位等的實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)控，在隧道環(huán)境發(fā)生劣化或故障早期，系統(tǒng)會(huì)給出異動(dòng)提示，為設(shè)備狀態(tài)檢修奠定技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感技術(shù)；電纜；傳感器；電力系統(tǒng)引言對(duì)高壓帶電
淺談新一代PGIS技術(shù)在智慧消防中的創(chuàng)新應(yīng)用
摘要：智慧消防系統(tǒng)是一種將GPS(**衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))、GSM(無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術(shù)集于一體的智能消防無(wú)線報(bào)警網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用于智慧消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以使智慧消防數(shù)據(jù)查詢(xún)滿(mǎn)足高訪問(wèn)量、操作方便的現(xiàn)實(shí)需求，為智慧消防的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)提供了有效的參考。關(guān)鍵詞：智慧消防；物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)0引言? &nb
具有故障定位功能的絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在海上平臺(tái)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
【摘要】海上平臺(tái)低壓系統(tǒng)一般采用IT系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)故障電流很小，不足以激勵(lì)保護(hù)裝置動(dòng)作，使故障設(shè)備自動(dòng)跳閘，因此可以維持設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不中斷，供電連續(xù)性較好。但若故障不能及時(shí)排除故障電流和過(guò)電壓可導(dǎo)致相間短路，造成斷電停產(chǎn)并增大發(fā)生火災(zāi)和人身觸電事故的風(fēng)險(xiǎn)。因此有必要安裝絕緣監(jiān)測(cè)裝置，在發(fā)生接地故障時(shí)立即報(bào)警并定位故障點(diǎn)，從而及時(shí)排除故障，保證平臺(tái)的正常生產(chǎn)和人員?！娟P(guān)鍵詞】海上平臺(tái)；低
淺談智能配電能效系統(tǒng)平臺(tái)在水廠中的應(yīng)用
【摘要】本文介紹了一種以PLC為融合基于MODBUS通訊協(xié)議的RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線和工控以太網(wǎng)技術(shù)的水廠智能配電系統(tǒng),使電耗為經(jīng)濟(jì),企業(yè)管理為。【關(guān)鍵詞】PLC，現(xiàn)場(chǎng)總線，智能配電系統(tǒng)1.智能型配電系統(tǒng)概述原有的水廠配電系統(tǒng)中,高低壓配電柜中往往要安裝各類(lèi)儀表,實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視,有專(zhuān)人定時(shí)到廠區(qū)內(nèi)的配電間巡視,記錄數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。即使部分有計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配電,大多也只是只監(jiān)不控,所以
