GR1高压电容柜（自动）无功补偿柜TBB

GR1高压电容柜（自动）无功补偿柜TBB

配电系统状况

变压器容量Sn=315KVA，该变压器主要负荷为小变频器启动生产线、空压机、风机、动力电源和照明电源，是典型的非线性负载特性。现场测试时，设备负荷率只有50%左右，设备初始功率因数为0.92左右，正常工作时，系统功率因数低于0.92，根据设备工作特性，正常工作时系统功率因数在0.85—0.9之间，取典型值0.88。

该变压器集中补偿柜采用三相单体电容+接触器补偿方式，补偿效果差造成安全隐患。设备在运行中产生大量的谐波，加大线路损耗、电缆发热严重和变压器损耗影响其使用寿命对电网造成严重污染，电压波动大。系统和设备之间无功传输量大造成线路电流增大，导致配电室出现越级跳闸现象；设备就地端电压降达到20——30V左右，增加设备运行损耗，降低设备工作效率和其使用寿命，增加企业经济损失。

功率和电能  

说明：  1) 现场测试时负荷较轻，负荷电流在150A左右，正常负荷工作时负荷电流在400A—460A之间变化。

2).0.4KV总出线柜三相电压平均值232V左右（见图1-1），三相电压畸变*大率5.1%（见图1-2），超出国家标准5%。

                    3)三相电流不平衡度在10%内（见图1-3），三相电流*大畸变率23.5%（见图1-4），以3、5、7次谐波为主，随着负荷增大，电流畸变率也会增大。

           4) 三相总无功功率30Kvar 左右, 三相总有功功率86.6KW 左右,三相平均功率因数0.93左右（见图1-5）。

5) 设备就地端三相电压平均值222V左右（见图1-8），三相电压畸变*大率6.9%（见图1-7），超出国家标准5%。

6) 设备就地端三相电流不平衡度在10%内（见图1-8），三相电流畸变*大率23.3%（见图1-6），以3、5、7次谐波为主。

        7) 三相总无功功率29Kvar 左右, 三相总有功功率84.5KW 左右,三相平均功率因数0.93左右（见图1-5）。

总结：1．设备端与配电系统无功电流传输，导致线路电流增加，导致线路损耗增加，导致电缆线发热量增大，导致设备端电压跌落。

           2．该变压器低压侧配电中存在大量谐波含量，加大线路损耗（谐波损耗、发热），原补偿柜与系统易发生谐振，导致高低压开关跳闸和补偿元件损坏。

3.原补偿柜性能分析

3.1投切时间不能控制，投切过程易产生拉弧，多次动作时触点易粘连、烧坏，造成缺相、过补、烧毁等现象。

3.2机械触点动作慢，响应时间长，对冲击性负荷所需的无功功率不能有效快速的补偿。

3.3接触器频繁投切电容器过程中，时常引起严重电流涌流和操作过电压现象，严重影响自身寿命。

3.4 补偿柜采用单体电容补偿，谐波未能处理反而放大了谐波含量，更为严重的是造成串、并联谐振使得补偿系统、生产设备、配电系统跳闸、控制系统迅速损毁。使得安全隐患大大增加！

3.5电容器额定电压450V，电容器运行时电压接近于电容器额定电压。系统中存在的严重谐波电流将增加电容器损耗和介质的寿命，使得电容器迅速损坏。

二、工程目标

（一）、降低线路损耗和变压器损耗，减少相关费用支出（电费、维护费）。

（二）、降低系统运行电流，降低电缆线发热，避免高低压开关柜出现跳闸而影响生产效率。

（三）、保证月均功率因数达0.95以上。

（四）、治理谐波，减少谐波对电网和设备的影响，提高设备工作效率。

（五）、消除安全隐患，避免造成安全事故。

（六）、释放变压器空间，增加变压器载负荷量。

高压无功补偿组成部分原理说明

电源提供有功功率PS和无功功率QS（可能感性无功，也可能是容性无功），忽略变压器和线路损耗，则有PS=PL，QS=QL。没有无功吸收部分的电网存在以下几个问题：

电网从远端传送无功；

负荷的无功冲击影响本地电网和上级电网的供电质量。

因此，电力系统一般都要求对用电负荷进行必要的无功补偿，以提高电力系统的带载能力，净化电网，提高电网电能质量。

目前配电网多数采用变电站固定电容器组无功补偿方式,由于缺少无功调节手段,在供电峰谷期间功率因数波动较大,出现过补和欠补问题。ZRTBBZ型高压无功补偿自动调容成套装置，使用无功自动控制器检测电网电压及功率因数，通过对电网电压和功率因数的综合判定，可同时控制两台主变的自动有载调压及两段母线上的无功补偿电容的自动投切，实现平衡系统电压，提供功率因数。减少线损，保护供电质量，解决无功过补偿和欠补偿问题

ZRTBB高压无功补偿主要用于工频3KV，6kV，24kv,10kV，35kV，66kV的电力系统进行容性无功补偿和感性无功补偿，用以调整、平衡电网电压，提高功率因数，降低线路损耗，提高电能质量，充分发挥发电、供电设备以及用电设备的生产效率。

应用现场:石油,化工,矿山,煤矿,冶金,建材,高耗能用电企业.

海拔高度：海拔*高不超过4500米

环境温度：±40度

额定容量:50Kvar~20000kvar

ZRTBBX集中补偿即将电容器组集中装设在变配电室的母线上，需要补偿的时候一次性投入。特点是补偿效果较差，由于容量固定无法精准补偿，只能补偿母线及高压线路的无功功率，但是投资较少。

结构特点

1、装置由高压开关柜（包括高压断路器（高压接触器）、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等）、串联电抗器、氧化锌避雷器及其记录仪、放电线圈、隔离开关、接地开关、高压并联电容器及其专用熔断器、支柱绝缘子、连接母线、围栏和镀锌钢构架等组成。

2、 ZRCKSC-ZRCKGKL-ZRLKGKL装置选用户外式一般选用干式空心电抗器户内式一般选用干式铁芯电抗器接装置中性点侧或电源侧，用以限制合闸涌流，抑制高次谐波，改善网络电压波形。电抗器参数选择：

抑制合闸涌流，电抗率为一般为0.5%-1%；

抑制5次以上谐波，电抗率为4.5~7%；

抑制3次以上谐波，电抗率为12~14%。

3、ZRDYQ氧化锌避雷器并接在电容器组线路上，以限制投切电容器组所引起的操作过电压。

4、ZRFDGR放电线圈并接于电容器的两端，当电容器组断开电源时，能将电容器两端残余电压在5秒内的电压峰值降至0.1倍额定电压或50V以下。

5、喷逐式熔断器与电容器串联，当电容器内部50~70%串联元件击穿时，熔断器动作，将该台故障电容器迅速从电容器组切除，有效地防止故障扩大（通常200Kvar以上电容器选用内熔丝保护，以下选用外熔丝保护）。

6、根据安装场所及使用环境所配置的电容补偿设备（电容器、电抗器等）的布置可分为户外框架式，户内框架式，户外箱式，户内柜式，户外线路补偿，户外集合式和户内集合式等形式。

ZRTBBX框架式 结构即以框架（包括直梁、横梁和横档等）的零部件，通过螺栓等系列标准件连接而成电容器组构架，其四周为网门，，适用于用电设备负载比较稳定的场所，适合于用电环境差的场所，装置具有价格低，运输方便等特点。

柜式 结构即将所配置的元器件均装在类似高压开关柜的构架上，柜门用钢板或镀锌钢板制成。装置由电抗器柜，放电柜和电容器柜等三部分组成。装置具有外观整齐，安装方便等特点。

围栏式 结构即将可拆式网门护栏在电容器组和电抗器等设备的四周，围栏和设备间留有检修通道。

ZRTBBH集合式电容器成套 主要是电容器采用集合式电容，这种电容器由若干个电容器单元分三组安装在柜架上，每相一组，电容器单元内部每个元件都串有内熔丝。当个别元件击穿时，其他完好元件即对其放电，使熔丝熔断，从而将损坏的元件断开，保证电容器仍能继续运行。

7、6KV或者10kV及以下电压等级的装置，运行电容器外壳直接接地使用。当采用星形接线时，中性点不应接地。

24KV或者35kV及以上电压等级的装置，电容器安装在相应电压等级的绝缘平台上，已满足装置对地绝缘要求。

技术参数

1）补偿效果：补偿后功率因数可达到0.95。

2）采用先进工艺和全膜介质的高压电力电容器，具有可靠性高、寿命长、损耗小、运行温升低等特点，并且还具有放电起始电压高和密封性能好等突出特点。

3）结构设计合理，热、动稳定性好。配有高压带电显示器和电磁锁、观察窗，具有强制闭锁功能；

4）装置能在1.1倍额定电压的稳态过电压下长期运行。

5）装置能在方均根值不超过1.3倍电容器组额定电流的过电流下连续运行。

6）根据系统及用户的需要，装置可采用就地控制或主控制室，集中控制，或自动控制等方式。

7）整组电容器组实测总容量与各电容器额定值总和之差不超过+10%~0，各相电容偏差不超过5%。

保护方式

装置采用高压喷逐式熔断器或限流式熔断器作为单台电容器的短路保护，确保设备安全运行。

装置采用开口三角电压、电压差动、中线不平衡电流保护作为后备保护。

装置还设有过电压、过电流、失压等作为装置外部保护。

装置采用无重击穿的高压断路器来投切电容器组，并配置合适的氧化锌避雷器，以限制投切电容器组时产生的操作过电压。

对于装置的外形尺寸采用紧凑型设计、颜色及进线方式，可根据用户要求进行设计

ZRTBBZ高压自动分组投切电容器成套装置采用先进的高压无功功率自动补偿控制器分组方式，对不同容量的电容器进行一步到位，通过自动寻优组合，能以*少的电容器组数和*少的高压真空开关实现*多级数的调容，不至于引起成本的大幅度提高，具有很好的性能价格比。也可根据用户的要求进行均分配置，逐级投切，不会产生投切震荡。

采用ZRWKG型高压无功补偿控制器自动控制电容器的投切，自动化程度高，测量、显示、控制、具备显示、电压，电流，有功，无功，功率因数，谐波电压，谐波电流，电容器投切状态显示，带故障闭锁接点，带通讯接口，通信功能齐全，可根据无功功率投切电容器组，自动补偿负荷无功功率，无需人工干预，功率因数在0.95以上，在外部故障或停电自动退出，送电后自动回复运行，国际领先高性能控制器。

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