智能集成式電力電容器在山東某環(huán)保材料制造廠中的應(yīng)用

時間：2022-09-23作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：238

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)濟可靠的方案，智能電容過零投切與低功耗，解決了繼電器投切產(chǎn)生涌流的問題；接線簡單，擴容方便，解決無功補償柜內(nèi)空間不足、補償容量不足的問題；帶有通訊功能可傳輸后臺，解決了補償配電分散管理、故障報警不及時的問題。
關(guān)鍵詞：低壓智能電力電容器，無功補償，功率因數(shù)
0概述
       對于電力系統(tǒng)中的供電部分，提供電能的發(fā)電機是按要求的額定電壓和額定電流設(shè)計的，發(fā)電機長期運行中，電壓和電流都不能**過額定值，否則會縮短其使用壽命，甚至損壞發(fā)電機。由于發(fā)電機是通過額定電流與額定電壓之積定額的，這意味著當其接入負載為電阻時，理論上發(fā)電機得到完全的利用，因為P= UIcosφ中的cosφ=1；但是當負載為感性或容性時，cosφ<1,發(fā)電機就得不到充分利用。為了利用發(fā)電機的容量，即發(fā)電機產(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)電容器裝置對無功功率進行集中補償或就地補償是降低線損、節(jié)約電能有效的方法。無功功率補償?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)的電容電抗無功補償裝置，補償精度低，功能單一，安裝接線復雜，同時不利于生產(chǎn)、運輸、安裝、調(diào)試和可靠運行，已經(jīng)嚴重制約它的發(fā)展，電容器在投切過程中容易產(chǎn)生較大的沖擊電流，引起電網(wǎng)過電壓，嚴重時會產(chǎn)生諧波，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。為解決這些問題，可改用具有過零投切技術(shù)的低壓智能集成式電力電容器作為補償裝置。
1、原理分析
       AZCL智能集成式諧波抑制電力電容以共補電容或分補電容為主體，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，整機體積小，結(jié)構(gòu)精巧。智能電容控制器通過電流互感器、電壓采樣計算出無功缺額、功率因數(shù)等參數(shù)，以工業(yè)級MCU為**，同AD轉(zhuǎn)換、RS-485通訊、LCD顯示、數(shù)據(jù)存儲等構(gòu)成一個系統(tǒng)，集采集、運算、分析、控制、通信、人機交互、數(shù)據(jù)存儲于一體。
 




1.1智能網(wǎng)絡(luò)控制功能。
       自動檢測及跟蹤系統(tǒng)中的無功功率變化，自動投切電容器組。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，按適補原則進行投切；先投先切，先退先投。補償工況恒定時，電容器每一小時循環(huán)投切一次，避**只電容器長時間投運。
1.2 快速投切電容器功能
       投切開關(guān)選用復合開關(guān)，無觸點過零投切，配合**的智能電容無功補償控制器，動作時間縮短到1s，動態(tài)追蹤補償系統(tǒng)所缺少的無功功率，力爭使線損降到較低水平。復合開關(guān)電路包含可控硅過零檢測與觸發(fā)模塊、可控硅保護模塊、磁保持繼電器驅(qū)動模塊。電路采用電力電子可控硅與大功率磁保持繼電器復合技術(shù)，利用可控硅的快速導通和磁保持繼電器觸點的零壓降實現(xiàn)互補，真正做到過零投切和低功耗運行。合閘時，該電路實時檢測可控硅兩端電壓差，當電壓差基本為0時，觸發(fā)可控硅導通，無沖擊涌流，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，通過繼電器觸點接通主回路，降低開關(guān)壓降，同時繼電器觸點通過永磁元件定位保持進一步降低功耗。
1.3測量功能
       可測量系統(tǒng)電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率及功率因數(shù)等電參量，也可以檢測各次電壓、電流諧波，實時查看電網(wǎng)參數(shù)。
1.4分相補償功能
       分相型電容器可對各相上的電容器進行分別投切，提高對系統(tǒng)無功功率的補償精度，使三相無功功率不平衡的系統(tǒng)得到了良好的補償。
1.5保護功能
       電容器有過壓、欠壓、欠流、過溫、斷相、過諧保護。當電容器內(nèi)部溫度**過60℃時，電容器會整機退出運行，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)場案例：

       山東某環(huán)保材料制造廠，主要經(jīng)營仿木裝飾品、仿木線材制品、畫框、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。廠房車間變壓器容量為1600kva，負載總?cè)萘繛?020kw，當前功率因數(shù)為0.8，要將功率因數(shù)提高到0.95左右，其主要負載為加熱爐、電動機等，負載諧波以5、7次為主，選用7%智能電容；辦公樓變壓器1250kva，負載總?cè)萘繛?50kw，當前功率因數(shù)0.75，其主要負載為開關(guān)電源、照明等，諧波以3次諧波為主,選用14%智能電容。

圖1 廠房車間配電圖
圖2 辦公樓配電圖
3、解決方案
       廠房車間的低壓配電系統(tǒng)主要為三相負載加熱爐、電動機，主要引起5、7次諧波，采用7%電抗進行調(diào)諧處理，保護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、7%智能電容，補償功率因數(shù)達到0.95左右，滿足客戶要求。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)有大量的諧波源負荷，會產(chǎn)生3、5、7次諧波，大量的單相非線性負荷會造成三相不平衡、諧波**標、中性線諧波過載等電能質(zhì)量問題，進行無功補償要考慮諧波的影響。計算得無功需量為350kvar，安裝容量為480kvar，考慮到系統(tǒng)中帶有的諧波，安裝共補300kvar、分補180kvar容量的14%智能電容，實際功率因數(shù)達到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)量的新一代無功補償設(shè)備。它由智能測控單元、晶閘管復合開關(guān)電路、線路保護單元、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、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復合開關(guān)電路，自動尋找投入（切除）點，實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。




4.2 技術(shù)參數(shù)

4.3 接線方式

5、結(jié)束語
       在山東環(huán)保材料制造廠項目中，功率因數(shù)普遍偏低，電費罰款較多，使用AZCL智能集成式諧波抑制電力電容器發(fā)出無功，提高受電端母線的電壓水平，減少了線路上感性無功的輸出，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單、功能齊全，能有效地解決用戶問題，達到節(jié)能的效果。無論從經(jīng)濟性還是從實用性而言，都具有廣泛的推廣**。電網(wǎng)既產(chǎn)生有功也產(chǎn)生無功，而無功在電網(wǎng)傳輸過程中會有損耗，低壓智能電力電容進行無功補償，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)的開支，可減少線路的損耗，提高電網(wǎng)輸電的效率。
6、參考文獻
      [1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6
      [2]劉亞東，薛亞彬.基于DSP的低壓智能電容器的研究與設(shè)計[J].電工技術(shù)，2018，1（下）：7，9
      [3] 王兆安，劉進軍，王躍，等.諧波抑制和無功功率補償[M].地3版.北京：機械工業(yè)出版社.2015
      [4] 郭國方.無功補償在城市配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]，電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（增刊1）：229，230

安科瑞電氣股份有限公司專注于變電所運維,小母線監(jiān)控,開口式電流互感器,安科瑞電子商務(wù)有限公司,邊緣計算網(wǎng)關(guān),電力物聯(lián)網(wǎng)儀表,分時計費電表,電動機保護器等

• 詞條

  詞條說明

• 怎么選合適的電表型號

  怎么選合適的電表型號電表型號的選擇很重要，電表分為三相電表和單相電表，一般計量電流大于80A就要用到三相電表了，但是單相電表和三相電表也有很多型號規(guī)格，那么這些型號規(guī)格應(yīng)該怎么選呢?單相電表型號怎么選單相電表也有電子式電表和智能電表，一般出租房、功能需求比較簡單的地方，我們就可以選擇電子式單相電表，這類電表一般就滿足計量要求，如果對功能要求比較高的話，如峰平谷電量，分時計費等，預(yù)付費功能，那么我們

• 基于“APP電表”的能源數(shù)據(jù)服務(wù)平臺

  摘要：針對普通電表需要人工抄表，無法實現(xiàn)遠程實時抄表，本文提出了基于APP電表的能源數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，結(jié)合APP電表為分布廣泛的互聯(lián)網(wǎng)用戶提供PAAS服務(wù)。用戶完成安科瑞APP電表安裝之后，可通過手機掃碼便捷地實現(xiàn)產(chǎn)品接入平臺，*關(guān)注調(diào)試和平臺運作過程，并可自主選擇平臺功能，獲得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù), 較好地實現(xiàn)了電網(wǎng)可靠、經(jīng)濟、高效、綠色的目標和各種電力終端的感知和互聯(lián)。?關(guān)鍵詞：能源物聯(lián)網(wǎng)

• 智能操控及無線測溫產(chǎn)品在內(nèi)蒙古鑫元10萬噸顆粒硅項目中的應(yīng)用

  摘要：為避免因電線接頭松動、電纜老化等引發(fā)高溫造成火災(zāi)，所造成的的經(jīng)濟損失巨大，在一些電氣設(shè)備如大電流電纜設(shè)備節(jié)點、電力設(shè)備局部異常升溫部位、開關(guān)柜的動靜觸頭，進線與出線母排接點、整流柜中的電氣接點、變壓器節(jié)點、變電站或者戶外重要電路中的電氣接點等，進行安全溫度監(jiān)測及智能化控制是非常有必要的。對此，我司智能操控能系列產(chǎn)品能有效解決此類問題。?關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；智能操控；無線測溫&nbs

• 淺談數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)計應(yīng)用以及監(jiān)控產(chǎn)品選型

  摘 要：近年來，隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越**，有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計已經(jīng)成為熱門問題，高效可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案，是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率，降低設(shè)備能耗的有效方式。結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范分析某數(shù)據(jù)中心新舊配電方案的利弊，為新型模塊化機房的設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 末端配電 列頭柜??1概述? ? ? &n