【正文】 共 24 頁 第 11 頁 低 壓無功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，通常采用地方式有三種： 隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償 。 （ 2）可減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率 損耗，電費(fèi)可相應(yīng)降低。 我國與發(fā)達(dá)國家相比，線損較大。 有功功率、無功功率、視在功率之間的相量關(guān)系如圖一 22c o s QPPSP???? 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 24 頁 第 9 頁 由式 cosφ =P/S 可知，在一定的有功功率下，功率因數(shù) cosφ越小，所需的無功功率越大。電源能量在通過純電感或純電容電路時(shí)并沒有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動(dòng)，由于這種交換功率不對外做功，因此稱為無功功率。 2．是作為無功輸出的調(diào)節(jié)開關(guān)。但同步補(bǔ)償器成本高，安裝復(fù)雜，維護(hù)困難，使其推廣使用受到限制。全國發(fā)電量增長 %，用電量增長 %。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的成長空間巨大，成長前景看好。作為節(jié)能降耗的生力軍，無功補(bǔ)償裝置在我國有著巨大的潛在市場。設(shè) 20xx 年全國電網(wǎng)的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5000小時(shí)，則電網(wǎng)的最大負(fù)荷約為 2 億千瓦，當(dāng)用無功功率補(bǔ)償法把功率因數(shù) ?? ,提高到 ?? ，全國電網(wǎng)需總補(bǔ)償容量約為 億千瓦。比如我國的電動(dòng)機(jī)消耗的電能占全部發(fā)電量的 70%，而由于設(shè)計(jì)和使用等方面的原因我國電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)往往較低，一般約為 ?? 。 裝置采用 PQC— 100 系列無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器，取樣物理量為無功電流，交流采樣抗電網(wǎng)高次諧波干擾，提取基波電力參數(shù)控制投切電力電容器來提高功率因數(shù)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。據(jù)報(bào)道，估計(jì)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)線損率約為 15%，即 20xx 年全國年線損量約為 4800億千瓦時(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 24 頁 第 6 頁 無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展?fàn)顩r 國家在大力倡導(dǎo)建立節(jié)約型社會(huì)，從國家到地方已明確的下達(dá)了各種節(jié)能指標(biāo)。近年來，國內(nèi)無功補(bǔ)償市場發(fā)展極其迅猛，產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量都有了大幅度的提 升，相當(dāng)一部分優(yōu)勢企業(yè)已經(jīng)開始問鼎國際市場并取得了不俗的業(yè)績。 20xx20xx 年的市場規(guī)模復(fù)合增長率為 115%左右。 早期的無功補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容器和同步補(bǔ)償器，多用在系統(tǒng)的高壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。 無功補(bǔ)償技術(shù)和電力電子技術(shù)的結(jié)合主要有以下三方面： 1．是作為投切電容器的開關(guān)。 本文的研究內(nèi)容 當(dāng)前，在農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)改造建設(shè)中都需要無功補(bǔ)償裝置，無功補(bǔ)償更廣泛地應(yīng)用于工礦、醫(yī)療、科研、企業(yè)、油田、煤礦、港口、居民小區(qū)、公用設(shè)施等需要低壓無功快速補(bǔ)償?shù)碾娏τ脩簟? 在三相對稱電路中，各相電壓、電流為對稱，功率因數(shù)也相 同。按損耗的變化情況可劃分為可變損耗和固定損耗。 提高電壓質(zhì)量 把線路中電流分為有功電流 Ia 和無功電流 Ir，則線路中的電壓損失 : 式中： P— 有功功率， KW Q— 無功功率， Kvar U— 額定電壓， KV R— 線路總電阻，Ω Xl— 線路感抗，Ω 因此，提高功率因數(shù)后可減少線路上傳輸?shù)臒o功功率 Q，若保持有功功率不變，而 R、 Xl均為定值，無功功率 Q 越小，電壓損失越小，從而提 高了電壓質(zhì)量。 圖 2 無功補(bǔ)償原理示意圖 低壓電網(wǎng)中的幾種無功補(bǔ)償方式 廣大市電低壓電網(wǎng)處于電網(wǎng)的最末端，因此補(bǔ)償?shù)蛪簾o功負(fù)荷是電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。 隨器補(bǔ)償 是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。 上述三種補(bǔ)償方式均可 對特定種類無功負(fù)荷實(shí)現(xiàn)“就地平衡”的無功補(bǔ)償，降損節(jié)能效果好。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少 網(wǎng)絡(luò) 的損耗 ，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。②采樣 TV 變比的正確性。 近兩年來 ，采集三相電壓、電流，分相分級采用綜合判據(jù)來控制投切的控制器開始陸續(xù)推向市場，且增加了配電監(jiān)測功能、該產(chǎn)品設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)較好，但大多制造廠家僅僅重視了配電監(jiān)測的功能，忽視了該產(chǎn)品控制電容器投切這一核心功能 amp。無功補(bǔ)償控制器是無功補(bǔ)償裝置的核心元件，無功補(bǔ)償裝置能不能正常工作，補(bǔ)償效果如何，與控制器的內(nèi)在質(zhì)量關(guān)系很大，選型時(shí)應(yīng)首先考慮控制器產(chǎn)品的特點(diǎn)，將可靠性放在第一位，在滿足控制可靠性前提下再 選外觀、價(jià)格，否則將得不償失。投切過程中有電弧，存在觸頭燒蝕現(xiàn)象，加上控制器 質(zhì)量不好，會(huì)產(chǎn)生投切振蕩，更加快了接觸器損壞的速度 amp。 電容器的選型 補(bǔ)償裝置要長期、可靠運(yùn)行，必須選用質(zhì)量良好的電容器，電容器接入電力系統(tǒng)中使用，總是在滿載荷下運(yùn)行，僅在電壓或頻率波動(dòng)時(shí)，載荷才有變動(dòng)。如果控制器及投切開關(guān)配合，再將諧波涌流限制好，電容器的使用壽命會(huì)大大延長。B 180。本系 統(tǒng)選擇了優(yōu)先滿足電壓的原則 ,即先根據(jù)電網(wǎng)電壓值的高低來決定是否投切電容器 ,在電壓合格的范圍內(nèi)再根據(jù)無功功率的大小來控制電容器的投切。只有當(dāng)所需容量大于或等于下限值時(shí)，才執(zhí)行相應(yīng)的投切。 V 額定絕緣電壓 Ui 試驗(yàn)電壓（有效值） Ui≤ 12 250 12＜ Ui≤ 60 500 60＜ Ui 2Ui+1000 但不小于 1500 螺釘規(guī)格 扭矩值（ N 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 24 頁 第 19 頁 ㈡ 元器件及其檢測 （單位： mm） 1. 測量互感器、 電流互感器 檢驗(yàn)內(nèi)容及要求 （ 1）直觀檢查 ： ①根據(jù)元器件明細(xì)表核對名稱型號規(guī)格標(biāo)識合格證等是否符合要求。極性應(yīng)減極性。 ③用卡尺測量外形尺寸是否符合規(guī)定要求。 （ 5）濕熱后絕緣電阻、工頻耐壓： 經(jīng) 48h 的濕熱試驗(yàn)后，保護(hù)器的絕緣電阻不低于 100MΩ。 ②電阻值測試：將萬用表根據(jù)電容器的規(guī)格選 擇量程，然后用兩表筆任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無窮大。 ②功能檢測： 1)涌流試驗(yàn)原則：其它支路電流應(yīng)不小于試驗(yàn)支路的 7 倍。試驗(yàn)變壓器應(yīng)有足夠的容量，以維持試驗(yàn)電壓不受泄漏電流的影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 24 頁 第 23 頁 總結(jié) 本文從設(shè)計(jì)低壓無功補(bǔ)償裝置出發(fā)，研究了國內(nèi)電力無功補(bǔ)償設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r，對常規(guī)的接觸器投切電容器組的無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的研究，該裝置能夠基于電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓和無功功率控制對用戶需要的無功功率進(jìn)行及時(shí)、穩(wěn)定的就地補(bǔ)償。 再一次感謝幫助過我的老師和同學(xué)！ 。控制方式采用電壓無功復(fù)合投切判據(jù)，將電壓和無功功率作為控制變量 .以無功功率判據(jù)為主，電壓判據(jù)為輔，有效地克服了以功率因數(shù)作為投切判據(jù)的控制方式的主要缺陷，同時(shí)又兼顧了降低功率損耗和改善電壓質(zhì)量而且在以功率因數(shù)作為投切判據(jù)的控制方式中，由于電容器需采用等分方式， 要想達(dá)到較高的補(bǔ)償精度， 就需要增加電容器和投切開關(guān)的數(shù)量，這就增加了裝置的成本，同時(shí)電容器采用試投切的方式，降低到了裝置的響應(yīng)速度 :以無功功率作為主要投切判據(jù)的控制方式由于能夠?qū)崿F(xiàn)電容器的不等分分組，用較少的電容器和投切開關(guān)就能 達(dá)到較高的補(bǔ)償精度，降低了裝置的成本，同時(shí)電容器可一次投切到位，提高了裝置的響應(yīng)速度 .但是與以功率因數(shù)作為投切判據(jù)的控制方式相比，本文所采用的以無功功率作為主要判據(jù)的控制方式控制比較復(fù)雜，另一方面實(shí)驗(yàn)裝置控制方案是在假定三相平衡的條件下進(jìn)行控制的 .在電網(wǎng)三相不平衡時(shí)補(bǔ)償效果不理想 .理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 本課題中的無功補(bǔ)償裝置控制合理，硬件結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)無功的快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，且成本較低 .在配電網(wǎng)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。 ②連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)： 試驗(yàn)在溫室條件下運(yùn)行，應(yīng)把延時(shí)時(shí)間調(diào)至最短，運(yùn)行時(shí)間應(yīng)不少于 24h，試驗(yàn)中控制器的動(dòng)作及功能應(yīng)正確無誤。 2)動(dòng)態(tài)響應(yīng) 時(shí)間應(yīng)不大于 1S。 ③電氣強(qiáng)度：引出線間的耐壓應(yīng)承受 2Un,fn 的交流電壓 60s 不發(fā)生閃絡(luò)式永久性擊穿。 檢驗(yàn)內(nèi)容及要求： （ 1）直觀檢查 :①外殼無明顯變形、劃痕和污垢、封口嚴(yán)密，無氣孔和凹凸面。剩余電流保護(hù)插頭應(yīng)能承受 850℃， 30s 的灼熱絲試驗(yàn)。退磁過程中應(yīng)監(jiān)視解于 最多繞組兩端的峰值電壓表，當(dāng)指示超過 2600 伏時(shí)，則應(yīng)在較小的電流下進(jìn)行退磁。 ③用卡尺測量外形尺寸是否符合規(guī)定要求。 M5 5177。 FV 為避雷裝置。在電壓合格的范圍內(nèi) ,電容器又能根據(jù)無功功率大小進(jìn)行合適的補(bǔ)償。熔 斷器1 Q F1 J1 C1 H R2 Q F2 J2 C2 H R1 2 Q F1 2 J1 2 C1 2 H R 圖 低壓無功補(bǔ)償裝置原理圖 如圖 所示為低壓無功補(bǔ)償原理圖。無功補(bǔ)償裝置選好了，使用壽命很長，確實(shí)能起到節(jié)能、穩(wěn)定電壓質(zhì)量的目的，既有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，又有很好的社會(huì)效益。電容器在正常運(yùn)行中，必須注意以下幾點(diǎn)：①采用的投切開關(guān)的額定電流必須與電容的額定電流匹配?？煽毓杩梢栽陔妷哼^零時(shí)投入，電流過零時(shí)切除，涌流小，無電弧。其中，交流接觸器存在投切產(chǎn)生涌流和頻繁投切容易燒壞觸頭的缺點(diǎn)，但其長期運(yùn)行不發(fā)熱；晶閘管存在投切產(chǎn)生諧波和長期運(yùn)行發(fā)熱燒壞的缺點(diǎn)，但其投切無浪涌且響應(yīng)速度快；復(fù)合開關(guān)基本工作原理是將晶閘管與接觸器并接，使復(fù)合開關(guān)在接通和斷開的瞬間具有晶閘管過零投切的優(yōu)點(diǎn)，而在正常接通期間又具有接觸器無功耗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可擴(kuò)展很多的保護(hù)功能。控制產(chǎn)品非常重視產(chǎn)品的抗電磁干擾性能，以及在極端環(huán)境中工作控制性能的穩(wěn)定性 amp。④投切條件的限值設(shè)置的正確性。 確定無功補(bǔ)償容量時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： ① 在輕負(fù)荷時(shí)要避免過補(bǔ)償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。故需對其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。在負(fù)荷時(shí)接近空載，此時(shí)配電變壓器的空載無功是電網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分。低壓補(bǔ)償對用戶及供電部門都有利。 減少用戶電費(fèi)支出 （ 1） 可避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。后者指只要接通電源電力網(wǎng)就存在的損耗，包括變壓器的鐵損，電纜線路、電容器及其他電器上的介質(zhì)損