河北科技師范學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　低壓電容器補(bǔ)償柜設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，

2、因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償是保持店里系統(tǒng)無(wú)功功率平衡、降低損耗、提高供電質(zhì)量的一種重要手段。無(wú)功功率補(bǔ)償裝置是電力供電系統(tǒng)中不可缺少的、非常重要的組成部分。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。本設(shè)計(jì)選用了NWK1-G型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，可使功率因數(shù)提高減小主變壓器的容量及補(bǔ)償點(diǎn)以前供電系統(tǒng)中各原件上的功率損耗。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞：無(wú)功功率；無(wú)功補(bǔ)償裝置；原理；NWK1-G</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the grid power load such as electric motors, transformers, most belong to the perceptual load, during oper

4、ation of the need to provide the corresponding to the equipment of reactive power. In the power of installation parallel capacitor and reactive compensation equipment after, can provide the perceptual load consumption in

5、 the reactive power, reduce the power grid to perceptual load by lines of conveying provide, reactive power, because the reduction in the grid power in reactive power flow</p><p>　　Keywords: reactive power；r

6、eactive power compensation device；theory；NWK1-G</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　1 緒論1</b&g

7、t;</p><p>　　1.1 論文研究背景與意義1</p><p>　　1.2 補(bǔ)償柜的工作原理2</p><p>　　1.3 一般無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　2低壓電容器補(bǔ)償柜的總體設(shè)計(jì)過(guò)程3</p><p><b>　　2.1原理圖3</b></p>

8、<p>　　2.1.1 原理圖接線方法4</p><p>　　2.2 一次接線圖4</p><p>　　2.3二次接線圖4</p><p>　　2.4 手動(dòng)控制部分說(shuō)明4</p><p>　　2.5電流互感器的使用5</p><p>　　2.5.1電流互感器的工作原理5</p>

9、<p>　　2.5.2 電流互感器的作用5</p><p>　　2.5.3電流互感器的使用6</p><p>　　2.6功率因數(shù)表的使用7</p><p>　　2.6.1 功率因數(shù)表的原理7</p><p>　　2.6.2功率因數(shù)表的正確接法7</p><p>　　2.7控制器NWK1-G 的介

10、紹8</p><p>　　2.7.1 NWK1-G低壓控制器概述8</p><p>　　2.7.2 NWK1-G低壓控制器的特點(diǎn)8</p><p>　　2.8主要參數(shù)的計(jì)算9</p><p>　　2.9制定電氣元件目錄表9</p><p>　　3補(bǔ)償柜的控制面板圖10</p><p>

11、;　　4電容器連接方式為出發(fā)點(diǎn)的補(bǔ)償裝置分類10</p><p>　　5 補(bǔ)償電容器的維護(hù)11</p><p>　　6電容器的常見故障處理12</p><p>　　7 補(bǔ)償容量的選擇12</p><p><b>　　8結(jié)論14</b></p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)

12、14</b></p><p><b>　　10 致謝15</b></p><p><b>　　1 緒論 </b></p><p>　　1.1 論文研究背景與意義</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償裝置在50多年的發(fā)展歷史中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，手動(dòng)到自動(dòng)的發(fā)展過(guò)程。電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償裝置可以按照

13、不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類. 從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從單一的無(wú)功控制到無(wú)功電壓綜合控制。</p><p>　　國(guó)外情況 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(Static Compensator)或者SVC-靜止無(wú)功系統(tǒng)是相對(duì)于調(diào)相機(jī)而言的一種利用電容器和各種類型的電抗器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償(可提供可變動(dòng)的容性或感性無(wú)功)的裝置, 簡(jiǎn)稱靜補(bǔ)裝置(靜補(bǔ))或靜止補(bǔ)償器。1967 年,第一批靜補(bǔ)裝置在英國(guó)制成以后, 受到世界各國(guó)的廣泛重視, 西德、美國(guó)、瑞士、

14、瑞典、比利時(shí)、蘇聯(lián)等國(guó)竟先研制, 大力推廣, 使得靜止補(bǔ)償裝置比調(diào)相機(jī)具有更大的競(jìng)爭(zhēng)力, 廣泛用于電力、冶金、化工、鐵道、科研等部門, 成為補(bǔ)償無(wú)功、電壓調(diào)整、提高功率因數(shù)、 限制系統(tǒng)過(guò)電壓, 改善運(yùn)行條件經(jīng)濟(jì)而有效的設(shè)備。國(guó)際上幾個(gè)大的電氣公司如瑞士的勃朗. 鮑威利公司(BBC),瑞典通用電氣公司(AA),美國(guó)的通用電氣公司(GE)及西屋公司, 日本的富士公司等均發(fā)展了不同類型的靜補(bǔ)技術(shù)。根據(jù)提供無(wú)功的性質(zhì)和方式而言,靜補(bǔ)裝置又分為六

15、種組合方式, 固定電容、固定感性、可變?nèi)菪?、可變感性固定容?可變感性、可變?nèi)菪?可變感性, 通常所指的靜補(bǔ)裝置是指后兩種方式。對(duì)可變感性又可分為直流勵(lì)磁飽和電抗器(DCMSR)。相控閥調(diào)節(jié)電抗器(TCR)(或相控閥高阻抗變壓器) 及自飽</p><p>　　國(guó)內(nèi)情況 70年代初武漢鋼鐵公司1.7cm 軋機(jī)工程進(jìn)口了比利時(shí)的直流勵(lì)磁飽和電抗器和日本的電容器組成的靜補(bǔ)裝置后, 國(guó)內(nèi)才對(duì)可變無(wú)功的補(bǔ)償問(wèn)題引起了注意

16、。在國(guó)內(nèi), 補(bǔ)償無(wú)功用的最多的辦法是并聯(lián)電容器。在低壓(10kv以下) 供電網(wǎng)絡(luò)中大量地和在中壓(60kv、35kv)配電網(wǎng)絡(luò)中少量地裝設(shè)并聯(lián)電容器組,以滿足調(diào)壓要求,70年代初有人提出用大負(fù)荷調(diào)壓變壓器改變并聯(lián)電容器組端電壓, 以調(diào)節(jié)無(wú)功出力的設(shè)想,終因調(diào)壓變壓器的操作開關(guān)壽命不能保證而未能實(shí)現(xiàn)。可變無(wú)功的補(bǔ)償問(wèn)題越來(lái)越受到有關(guān)部門的重視, 電力部有關(guān)科研、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)單位對(duì)靜補(bǔ)裝置在電力系統(tǒng)中的作用進(jìn)行了不少試驗(yàn)研究工作。從國(guó)外引進(jìn)的

17、靜態(tài)補(bǔ)償為樞紐變電站或大型企業(yè)所用的大容量靜態(tài)補(bǔ)償, 對(duì)于中小型中低壓電網(wǎng)或中小型企業(yè)所需的無(wú)功, 多采用并聯(lián)電容器組的辦法。這同時(shí)也產(chǎn)生了許多新的問(wèn)題,首先其不能迅速連續(xù)地進(jìn)行無(wú)功功率的調(diào)節(jié), 其次許多電容器在夜間產(chǎn)生了過(guò)量的無(wú)功,使發(fā)電機(jī)換相運(yùn)行,并影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行, 因此, 中小企業(yè)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)也越采越引起重視。</p><p>　　1.2 補(bǔ)償柜的工作原理</p><p>　

18、　用電設(shè)備除電阻性負(fù)載外，大部分用電設(shè)備均屬感性用電負(fù)載（如日光燈、變壓器、馬達(dá)等用電設(shè)備）這些感應(yīng)負(fù)載，使供電電源電壓相位發(fā)生改變（即電流滯后于電壓），因此電壓波動(dòng)大，無(wú)功功率增大，浪費(fèi)大量電能。當(dāng)功率因數(shù)過(guò)低時(shí)，以致供電電源輸出電流過(guò)大而出現(xiàn)超負(fù)載現(xiàn)象。電容補(bǔ)償柜內(nèi)的電腦電容控制系統(tǒng)可解決以上弊端，它可根據(jù)用電負(fù)荷的變化，而自動(dòng)設(shè)置。電容組數(shù)的投入，進(jìn)行電流補(bǔ)償，從而減低大量無(wú)功電流，使線路電能損耗降到最低程度，提供一個(gè)高素質(zhì)的電力

19、源。電容補(bǔ)償技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的交流異步電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)、電磁鐵工頻加熱器導(dǎo)用點(diǎn)設(shè)備都是感性負(fù)載。這些感性負(fù)載在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，使加在其上的電壓超前電流一個(gè)角度。這個(gè)角度的余弦，叫做功率因數(shù)。這個(gè)電流（既有電阻又有電感的線圈中流過(guò)的電流）可分解為與電壓相同相位的有功分量和落后于電壓90度的無(wú)功分量。這個(gè)無(wú)功分量叫做電感無(wú)功電流。與電感無(wú)功電流相應(yīng)的功率叫做電感無(wú)功功率。當(dāng)功率因數(shù)很低時(shí)，也就是無(wú)功功率很大時(shí)會(huì)有以下危害：增長(zhǎng)線路

20、電流使線路損耗增大，浪費(fèi)電能。因線路電流增大，可使電壓降低影響設(shè)備使用。對(duì)變壓器而言，無(wú)功功率越大，則供電局所收的每度電電</p><p>　　1.3 一般無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　對(duì)于電壓為lOkV及以下、單組容量為1000kvar及以下的無(wú)功補(bǔ)償電容裝置的設(shè)計(jì)要求如下。</p><p>　?。?）電容器裝置載流部分（開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)體等）的長(zhǎng)期允許

21、電流，高壓不應(yīng)小于電容器額定電流的1. 35倍，低壓不應(yīng)小于電容器額定電流的1.5倍。</p><p>　　（2）電容器組應(yīng)裝設(shè)放電裝置，使電容器組兩端的電壓從峰值（2倍額定電壓）降至50V所需的時(shí)間，對(duì)高壓電容器最長(zhǎng)為5min，對(duì)低壓電容器最長(zhǎng)為1min。</p><p>　　（3）高壓電容器組宜接成中性點(diǎn)不接地星形，容量較小時(shí)也可接成三角形；低壓電容器組應(yīng)接成三角形。</p>

22、;<p>　?。?）高壓電容器組應(yīng)直接與放電裝置連接，中間不應(yīng)設(shè)置開關(guān)設(shè)備或熔斷器。低壓電容器組和放電設(shè)備之間，可設(shè)自動(dòng)接通的接點(diǎn)。</p><p>　?。?）電容器組應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的控制和保護(hù)裝置，但為提高單臺(tái)用電設(shè)備功率因數(shù)用的電容器組，可與該設(shè)備共用控制和保護(hù)裝置。</p><p>　　（6）單臺(tái)電容器應(yīng)設(shè)置專用熔斷器作為電容器內(nèi)部故障保護(hù)，熔絲額定電流為電容器額定電流的1

23、.5～2倍。</p><p>　?。?）當(dāng)裝設(shè)電容器裝置附近高次諧波含量超過(guò)規(guī)定允許值時(shí)，應(yīng)在回路中設(shè)置抑制諧波的串聯(lián)電抗器，串聯(lián)電抗器也可兼作限制合閘涌流的電抗器。</p><p>　?。?）電容器的額定電壓與電力網(wǎng)的標(biāo)稱電壓相同時(shí)，應(yīng)將電容器的外殼和支架接地。當(dāng)電容器的額定電壓低于電力網(wǎng)的標(biāo)稱電壓時(shí)，應(yīng)將每相電容器的支架絕緣，其絕緣等級(jí)應(yīng)和電力網(wǎng)的標(biāo)稱電壓相配合。</p>

24、<p>　?。?）裝配式高壓電容器組在室內(nèi)安裝時(shí)，下層電容器的底部距離地面不應(yīng)小于</p><p>　　0. 20m，上層電容器的底部距離地面不宜大于2.50m，電容器裝置頂部至屋頂凈距不應(yīng)小于1m，電容器布置不宜超過(guò)三層。</p><p>　　裝配式電容器組當(dāng)單列布置時(shí)，網(wǎng)門與墻距離不應(yīng)小于1.30m；當(dāng)雙列布置時(shí)，網(wǎng)門之間距離不應(yīng)小于1.50m。</p>&l

25、t;p>　?。?0）電容器外殼之間（寬面）的凈距不宜小于0.lOm，但成套電容器裝置除外。設(shè)置在民用主體建筑中的低壓電容器應(yīng)采用非可燃性油浸式電容器或干式電容器。</p><p>　　2低壓電容器補(bǔ)償柜的總體設(shè)計(jì)過(guò)程</p><p><b>　　2.1原理圖</b></p><p>　　注：交流接觸器線圈電壓為220V時(shí)，采用如上圖接線方

26、式。</p><p>　　當(dāng)交流接觸器線圈電壓為380V時(shí)，將P點(diǎn)改接到C相或者B相。</p><p>　　2.1.1 原理圖接線方法</p><p>　?、倏刂破麟妷篖2、L3接B相、C相。</p><p>　　②取樣電流端S1、S2必須取自總負(fù)荷（總柜）A相電流互感器次級(jí)，不得取自電容屏。</p><p>　　③C

27、OM為控制器輸出端1~8組內(nèi)部繼電器的公共源，交流接觸器KM線圈電壓220V。</p><p>　　2.2 一次接線圖 </p><p><b>　　二次接線圖 </b></p><p>　　2.4 手動(dòng)控制部分說(shuō)明</p><p>　　手動(dòng)部分由三個(gè)按鈕控制：</p><p>　　S1處是自

28、動(dòng)部分4和6通，使NWK1-G控制器導(dǎo)通。</p><p>　　S2部分是停止鍵，沒(méi)有任何操作。</p><p>　　S3處是手動(dòng)部分，可分別讓8組電容手動(dòng)投入。當(dāng)在13時(shí)是7導(dǎo)通；當(dāng)在15時(shí)是7和9導(dǎo)通；當(dāng)17時(shí)是7、9和11導(dǎo)通；當(dāng)19時(shí)是7、9、11和13導(dǎo)通。以此類推，當(dāng)117時(shí)7、9、11、13、15、17、19和21全導(dǎo)通，換言之就是把電容器全部投入，進(jìn)行補(bǔ)償操作。</p

29、><p>　　2.5電流互感器的使用</p><p>　　2.5.1電流互感器的工作原理</p><p>　　電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，避免直接測(cè)量電流互感器線路的危險(xiǎn)。電流互感器是升壓(降流)變壓器，它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互

30、感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。</p><p>　　2.5.2 電流互感器的作用</p><p>　　為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,必須對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量。但一般的測(cè)量和保護(hù)裝置不能直接接入一次高壓設(shè)備，而需要將一次系統(tǒng)的大電流按比例變換成小電流,供給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置使用。</p><p>　　在測(cè)量交變電流的大電流時(shí)，為便

31、于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（我國(guó)規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A），另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。所以電流互感器會(huì)分為測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器；測(cè)量用電流互感器的作用是用來(lái)計(jì)量（計(jì)費(fèi)）和

32、測(cè)量運(yùn)行設(shè)備電流的；保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。</p><p>　　2.5.3電流互感器的使用</p><p>　?、匐娏骰ジ衅鞯慕泳€應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)。</p><p>　?、诎幢粶y(cè)電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將

33、增大。同時(shí)，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時(shí)，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故。</p><p>　?、鄱蝹?cè)絕對(duì)不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流，引起φm和E2驟增，造成鐵心過(guò)度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時(shí)，磁路過(guò)度飽和磁化后，使誤差增大。電流互感器在正常工作時(shí)，二次側(cè)近似于短路，若突然使其開路，則勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)由數(shù)值很小的值驟變?yōu)楹艽蟮闹?，鐵芯中的磁通呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和的

34、平頂波，因此二次側(cè)繞組將在磁通過(guò)零時(shí)感應(yīng)出很高的尖頂波，其值可達(dá)到數(shù)千甚至上萬(wàn)伏，危機(jī)工作人員的安全及儀表的絕緣性能。</p><p>　　另外，一次側(cè)開路使二次側(cè)電壓達(dá)幾百伏，一旦觸及將造成觸電事故。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)開路。在使用過(guò)程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負(fù)載，然后，再停車處理。一切處理好后方可再用。</p><p>　?、転榱藵M足測(cè)量?jī)x表、繼電保

35、護(hù)、斷路器失靈判斷和故障濾波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母線斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)2～8個(gè)二次繞阻的電流互感器。對(duì)于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置。</p><p>　?、輰?duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來(lái)設(shè)置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。&l

36、t;/p><p>　?、逓榱朔乐怪е诫娏骰ジ衅魈坠荛W絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。</p><p>　　⑦為了減輕發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量?jī)x表的電流互感器宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。</p><p>　　2.6功率因數(shù)表的使用&

37、lt;/p><p>　　2.6.1 功率因數(shù)表的原理</p><p>　　采用電動(dòng)系電表測(cè)量機(jī)構(gòu)的單相功率因數(shù)表原理見圖，其可動(dòng)部分由兩個(gè)互相垂直的動(dòng)圈組成。動(dòng)圈1與電阻器R串聯(lián)后接以電源電壓U，并和通以負(fù)載電流I的固定線圈(靜圈)組合，相當(dāng)于一個(gè)功率表，從而使可動(dòng)部分受到一個(gè)與功率UIcosφ和偏轉(zhuǎn)角正弦sinα的乘積成正比的力矩M1,M1=K1UIcosφsinα。K1為系數(shù)，cosφ為負(fù)

38、載功率因數(shù)。動(dòng)圈2與電感器L（或電容器C）串聯(lián)后接以電源電壓U,并與靜圈組合，相當(dāng)于無(wú)功功率表，從而使可動(dòng)部分受到一個(gè)與無(wú)功功率UIsinφ和偏轉(zhuǎn)角余弦cosα的乘積成正比的力矩M2,M2=K2Uisinφ；cosα。K2為系數(shù)。 對(duì)純電阻負(fù)載，φ＝0°，M2=0，電表可動(dòng)部分在M1的作用下，指針轉(zhuǎn)到φ＝0°即cosφ＝1的標(biāo)度處。對(duì)純電容負(fù)載，φ=90°，M1=0，電表可動(dòng)部分在M2的作用下，指針逆時(shí)針轉(zhuǎn)

39、到φ＝90°即cosφ＝0（容性）的標(biāo)度處。對(duì)純電感負(fù)載，由于靜圈電流I及力矩 M2改變了方向，電表可動(dòng)部分在M2的作用下，指針順時(shí)針轉(zhuǎn)到φ＝90°即cosφ＝0（感性）的標(biāo)度處。對(duì)一般負(fù)載，在力矩M1和M2的作用下，指針轉(zhuǎn)到相應(yīng)的cosφ值的標(biāo)度處。應(yīng)用電動(dòng)系單相功</p><p>　　2.6.2功率因數(shù)表的正確接法</p><p>　　圖1所示為三相功率因數(shù)表表后接

40、線柱情況及接線方法示意。三個(gè)電壓接線柱分別標(biāo)有UA、UB、UC、兩個(gè)電流接線柱務(wù)標(biāo)有IA，意思是功率因數(shù)表所取電流應(yīng)與左邊電壓接線柱所接電壓同相。并且與負(fù)荷電流同方向的電流互感器二次電流應(yīng)以標(biāo)有*號(hào)的接線柱流入，從另一個(gè)接線柱流出。左邊電壓接線柱也標(biāo)有*號(hào)，也是說(shuō)明此電壓應(yīng)與電流同相。</p><p>　　圖2是一個(gè)低壓母線示意簡(jiǎn)圖。準(zhǔn)備在電容柜上安裝一只三相功率因數(shù)表，由于安裝位置有限，為功率因數(shù)表取電流的電流

41、互感器安裝在中相。</p><p>　　由于電流互感器安裝在中相（綠相），則電壓接線柱左邊那個(gè)應(yīng)接綠色相電壓。然后以綠色相為UA，用相序表測(cè)定黃、綠、紅三相電壓的相序，結(jié)果是綠一黃一紅為正相序。圖2中括號(hào)所標(biāo)的UA、UB、UC即為相序表測(cè)定的結(jié)果．則在中間的電壓接線柱應(yīng)接黃相電壓．右邊的電壓接線應(yīng)接紅色相電壓。電壓線接好后，再看電流線怎樣連接。由于電流直感器的極性標(biāo)注法是減極性的，即一次電流從L1端流人互感器，則

42、互感器的二次電流從K1端流出，所以就應(yīng)把電流互感器的K1端與功率因數(shù)表的標(biāo)有*號(hào)的電流接線往相連，K2端與另一電流接線柱相連。這樣就相當(dāng)于負(fù)荷電流流入了標(biāo)有*號(hào)的電流接線柱（如圖2中箭頭方向所示）。雖然功率因數(shù)表裝在電容柜上，但它反映的是低壓總母線上的功率因數(shù)，故電流互感器應(yīng)安裝在總母線上。</p><p>　　2.7控制器NWK1-G 的介紹</p><p>　　2.7.1 NWK1-G

43、低壓控制器概述</p><p>　　NWK1-G智能型低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器與低壓并聯(lián)電容屏裝置配套，適用于額定電壓380V、交流50Hz的配電系統(tǒng)中，控制并聯(lián)電容器自動(dòng)投切，改善電壓質(zhì)量，減少電能損失。該產(chǎn)品一次性通過(guò)電力工業(yè)無(wú)功補(bǔ)償成套裝置質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心的型式試驗(yàn)，主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，該產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。</p><p>　　2.7.2 NWK1-G低壓控制器的特點(diǎn)<

44、;/p><p>　?、俦井a(chǎn)品均采用國(guó)際最先進(jìn)的微處理器進(jìn)行智能測(cè)量與擴(kuò)展。</p><p>　?、?控制器顯示功率因素，可進(jìn)行投切延時(shí)時(shí)間，投入門限，過(guò)壓保護(hù)門限，投切回路數(shù)等參數(shù)設(shè)置以及運(yùn)行狀態(tài)顯示。</p><p>　?、?自判別功能，取樣電流無(wú)極性。</p><p>　?、?抗干擾能力強(qiáng)，能抵御來(lái)自外圍共模2500V，差模1000V，頻率為

45、100KHz的單脈沖干擾及脈沖群干擾。</p><p>　　⑤ 具備過(guò)電壓加速保護(hù)功能，過(guò)電壓時(shí)能自動(dòng)快速逐級(jí)切除已投入的電容器組。</p><p>　?、?具備網(wǎng)絡(luò)無(wú)負(fù)荷閉鎖功能，參數(shù)設(shè)置方便，減少了投切振蕩現(xiàn)象。</p><p>　?、?手動(dòng)運(yùn)行與自動(dòng)運(yùn)行方式切換功能。</p><p>　　2.8主要參數(shù)的計(jì)算</p>&l

46、t;p>　　I=S/(1.732*0.38*8）=80/(1.732*0.38*8）=15.19A</p><p>　　I（總）=15.19=121.52A</p><p>　　2.9制定電氣元件目錄表</p><p>　　表1 電器元件目錄表</p><p>　　3補(bǔ)償柜的控制面板圖</p><p>　　4電容

47、器連接方式為出發(fā)點(diǎn)的補(bǔ)償裝置分類</p><p>　?。?） 三相電容器同時(shí)投切型補(bǔ)償裝置。這類補(bǔ)償裝置中使用三相電力電容器，通過(guò)檢測(cè)某一相的電流來(lái)進(jìn)行計(jì)算并控制電容器的投入數(shù)量來(lái)達(dá)到補(bǔ)償目的。由于電容器對(duì)三相提供的無(wú)功電流相等，因此這類補(bǔ)償裝置只適用于三相電流基本平衡的負(fù)荷情況。當(dāng)負(fù)荷的三相電流不平衡時(shí)，不能夠使三相均得到良好的補(bǔ)償，可能有某一相過(guò)補(bǔ)償，有某一相欠補(bǔ)償。 此類補(bǔ)償裝置由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低

48、廉而用量最大。 </p><p>　　（2） 單相電容器分相投切型補(bǔ)償裝置。這類補(bǔ)償裝置中使用單相電力電容器，通過(guò)檢測(cè)三相電流來(lái)進(jìn)行分別計(jì)算并控制各相電容器的投入數(shù)量來(lái)達(dá)到補(bǔ)償目的，相當(dāng)于3臺(tái)單相補(bǔ)償裝置。這類補(bǔ)償裝置可以使各相的無(wú)功電流均獲得良好的補(bǔ)償，但是對(duì)不平衡有功電流無(wú)能為力。用于三相電流不平衡的負(fù)荷情況時(shí)，比三相電容器同時(shí)投切型補(bǔ)償裝置的效果好。此類補(bǔ)償裝置由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格較高，使用量較少。 &l

49、t;/p><p>　　（3） 調(diào)整不平衡電流型補(bǔ)償裝置。這類裝置中使用單相電力電容器，通過(guò)檢測(cè)三相電流來(lái)進(jìn)行綜合計(jì)算并控制各相電容器的投入方式和數(shù)量來(lái)達(dá)到補(bǔ)償和調(diào)整不平衡電流的目的。與分相補(bǔ)償裝置不同的是，這類補(bǔ)償裝置利用了在相間跨接的電容器可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流的原理，通過(guò)在各相與相之間及各相與零線之間接入不同數(shù)量電容器的方法，不但可以使各相的無(wú)功電流均獲得良好的補(bǔ)償，還可以將三相間的不平衡有功電流調(diào)整至平衡。這類

50、補(bǔ)償裝置用于三相電流不平衡的負(fù)荷情況時(shí)，具有無(wú)與倫比的使用效果。此類補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格略高，由于是新技術(shù)所以使用量較少，但是必然會(huì)替代單相電容器分相投切型補(bǔ)償裝置。</p><p>　　5 補(bǔ)償電容器的維護(hù)</p><p>　　補(bǔ)償電容器的安全運(yùn)行及故障處理補(bǔ)償電容器是變電所及用戶電器設(shè)備的主要部件， 主要作用是補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率， 提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善電源品質(zhì)，減少線路的

51、無(wú)功損耗，提高電網(wǎng)輸送電能力，保證發(fā)電 機(jī)的出力和設(shè)備的運(yùn)行能力。由于電網(wǎng)的負(fù)荷變化較大，使電容器在運(yùn)行過(guò)程中頻繁投切， 使用環(huán)境條件波動(dòng)較大， 因此，在電力補(bǔ)償電容器的運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電力補(bǔ)償電容器的日常運(yùn)行維護(hù)工作非常重要。 電力補(bǔ)償電容器的安全運(yùn)行條件額定電壓電力補(bǔ)償電容器的額定電壓是在電容器的設(shè)計(jì)制造時(shí)確定的正常運(yùn)行電壓，一般電器裝置的額定電壓是按擬接入的電力系統(tǒng)的額定電壓考慮的。運(yùn)行中的電容器組可允許在超過(guò)額定電壓的5%的情況下使

52、用；允許在1.1 倍額定電壓下短期使用,不準(zhǔn)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓下運(yùn)行，否則將造成嚴(yán)重的過(guò)負(fù)荷，引起電容器過(guò)熱，殼體膨脹，這是不允許的。額定電流電容器允許其在額定電流下長(zhǎng)期運(yùn)行，最高不允許在超過(guò)1.3倍額定電流下運(yùn)行。額定頻率電容器的額定頻率必須與電網(wǎng)的工作頻率一致，如果這兩個(gè)頻率不一致，將使電容器運(yùn)行電流與額定電流不一致，因?yàn)殡娙萜鞯娜菘古c頻率成反比。電流過(guò)小則功率不足，電流過(guò)大則電容器超負(fù)荷，這都是不允許</p><p&

53、gt;　　6電容器的常見故障處理</p><p>　　電容器過(guò)電流電容器在額定電流下運(yùn)行，由于運(yùn)行電壓的升高和電流波形的畸變會(huì)引起電容器的電流過(guò)大。當(dāng)電流超過(guò)額定電流的1.3倍時(shí)，應(yīng)及時(shí)將電容器退出，以免因電流過(guò)大而造成電容器燒壞。電容器過(guò)電流電容器在額定電流下運(yùn)行，由于運(yùn)行電壓的升高和電流波形的畸變會(huì)引起電容器的電流過(guò)大。當(dāng)電流超過(guò)額定電流的1.3倍時(shí)，應(yīng)及時(shí)將電容器退出，以免因電流過(guò)大而造成電容器燒壞。電容器

54、斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘 當(dāng)電容器斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘后，不得強(qiáng)行送電，應(yīng)先作如下檢查：電容器有無(wú)爆炸、破裂、外殼膨脹、噴油，熔斷體是否熔斷、電容器接頭是否有過(guò)熱跡象，并對(duì)電壓互感器、連接電纜等進(jìn)行詳細(xì)檢查，分析判斷故障性質(zhì)分別進(jìn)行處理，待故障排除確認(rèn)正常后方可投入運(yùn)行。如果故障是由于外部故障造成的電網(wǎng)電壓波動(dòng)而使斷路器跳閘的，應(yīng)經(jīng)15分鐘后方允許進(jìn)行試合閘。電容器漏油電容器出現(xiàn)漏油，如果是輕微漏油，可用粘膠劑進(jìn)行修補(bǔ)并同時(shí)減輕負(fù)荷或降低環(huán)境溫

55、度，但是不能長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行。電容器是一個(gè)密封體，如果密封不嚴(yán)，空氣、水分和雜質(zhì)會(huì)滲入其中而使其絕緣性能下降，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿。所以，如果發(fā)現(xiàn)電容器漏油嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)將其退出運(yùn)行。電容器殼體膨脹電容器的</p><p><b>　　7 補(bǔ)償容量的選擇</b></p><p>　　眾所周知，從以下的功率三角形的矢量圖可知要使功率因數(shù)由cos1提高到cos2就必須裝置補(bǔ)償電容

56、器的容量為：</p><p>　　Qc-Q1-Q2=p（tg1-tg2） </p><p>　　式中：Qc-設(shè)置電容器補(bǔ)償容量，KVAR；P-總有功計(jì)算負(fù)荷，KW；tg1、tg2對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償前、后cos1、cos2正切值，也可以通過(guò)三角函數(shù)表查了cos及tg的對(duì)應(yīng)值。 </p><p>　　從上述計(jì)算分析可知，電容器的無(wú)功補(bǔ)償容量與用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷（有功、無(wú)功

57、）大小有關(guān)，并通過(guò)計(jì)算求得，而與變壓器的容量大小并無(wú)任何關(guān)系。</p><p>　　設(shè)你的負(fù)載為A(KW)，</p><p>　　補(bǔ)償前的功率因數(shù)為cosa1(a1可以通過(guò)反三角函數(shù)求出），那么你的無(wú)功功率則為：B1=tana1 * A</p><p>　　設(shè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為cosa2(a2可以通過(guò)反三角函數(shù)求出），那么你的無(wú)功功率則為：B2=tana2 * A&

58、lt;/p><p>　　補(bǔ)償電容的容量為：B1 - B2 (Kvar)</p><p>　　例：如將功率因數(shù)從0.9提高到1.0所需的補(bǔ)償容量，與將功率因數(shù)從0.8提高到0.9所需的補(bǔ)償容量相比哪個(gè)更多些？</p><p>　　按照配置無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式：</p><p>　　Qc=P(tga1－tga2)</p><p>

59、;　　其中：Qc，是需要補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘恐担瑔挝唬篕var</p><p>　　P，是系統(tǒng)有功功率，此處可以看作一個(gè)確定的有功功率值，單位：Kw</p><p>　　tga1,是補(bǔ)償前功率因數(shù)Cosa1 的相角的正切。</p><p>　　tga2,是補(bǔ)償后功率因數(shù)Cosa2 的相角的正切。</p><p>　　對(duì)于從0.9提高到1.0，&l

60、t;/p><p>　　用三角函數(shù)公式計(jì)算得：tga1=0.48， tga2=0.00</p><p><b>　　帶入前面公式：</b></p><p>　　Qc＝P*（0.0.48－0.00）=0.48P(Kvar)</p><p>　　對(duì)于從0.8提高到0.9，</p><p>　　用三角函數(shù)公式

61、計(jì)算得：tg a1=0.75， tg a2=0.48</p><p><b>　　帶入前面公式：</b></p><p>　　Qc＝P*（0.75－0.48）=0.27P(Kvar)</p><p>　　所以：0.9提高到1.0的更多些。</p><p>　　這說(shuō)明，當(dāng)功率因數(shù)較低的時(shí)候，提高功率因數(shù)的代價(jià)，比原本功率因

62、數(shù)高的時(shí)候，來(lái)的更容易。</p><p>　　為了日常工作方便，通常把上述計(jì)算中的(tga1－tga2)稱為：每千瓦有功，從a1補(bǔ)償?shù)絘2所需要的補(bǔ)償量。并編制成表格備查，以減少三角計(jì)算。</p><p><b>　　8結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力圓滿地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)內(nèi)容讓我受益匪淺。</p>

63、<p>　　我的課程設(shè)計(jì)題目是《低壓電容器補(bǔ)償柜設(shè)計(jì)》，我們知道無(wú)功功率是影響電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的重要因素，無(wú)功功率在電網(wǎng)中傳輸會(huì)加大網(wǎng)絡(luò)損耗，降低電能利用率，影響供電質(zhì)量。因此在線路的適當(dāng)位置對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是保證系統(tǒng)高效可靠運(yùn)行的有效措施之一。</p><p>　　設(shè)計(jì)前期，大量資料的搜索和閱讀，對(duì)補(bǔ)償柜有一個(gè)初步的了解。通過(guò)查閱這些資料，我對(duì)要設(shè)計(jì)的電容柜元器件也有了了解。但是我們學(xué)習(xí)的都是課本

64、上的知識(shí)，不能得心應(yīng)手，必須反復(fù)看，多次詢問(wèn)老師。把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)解決我們遇到的問(wèn)題，只有這樣我們才能不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)遇到的最大問(wèn)題是接線圖的繪制，我采用的是CAD作圖，無(wú)形中讓我對(duì)CAD知識(shí)也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。各個(gè)元器件的選型，要根據(jù)設(shè)計(jì)的電流選擇相應(yīng)的器件型號(hào)。從查到的資料里，可以了解到元器件的實(shí)體是什么樣子，對(duì)元器件也能有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)和了解。本次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)一步一步

65、的完善，老師的耐心解釋和教導(dǎo)，克服各種難題后逐漸成型?？吹阶约旱淖髌烦尸F(xiàn)在自己面前心中充滿喜悅之情。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)給了我直觀了解電氣設(shè)計(jì)的具體一面，讓我掌握了無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?，?yīng)用。使我把課堂教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)踐中，從實(shí)踐中獲得更多相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。</p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃嘩；

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70、;　　[15] 靳龍章，丁旒山；電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù)[M]；北京：中國(guó)水利水電出版社；1993</p><p>　　[16] 陳維賢；內(nèi)部過(guò)電壓基礎(chǔ)[M]；北京：電力工業(yè)出版社；1988</p><p>　　[17] 沈曉東；電力電容器在運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題；中國(guó)科技博覽；2009（06）</p><p>　　[18] 蘭建國(guó)；電容補(bǔ)償原理及常見問(wèn)題分析；科技與生活；

71、2010（9）</p><p>　　[19] 佘東成；一種智能高壓節(jié)點(diǎn)電補(bǔ)償柜的研發(fā)；能源研究與管理；1010（2）</p><p>　　[20] 鄭傳榮；自動(dòng)控制補(bǔ)償電容柜的工作原理及應(yīng)用；農(nóng)業(yè)科技與裝備；2009（6）</p><p>　　10 致謝 </p><p>　　本論文的完成過(guò)程中，老師多次幫助我分析思路，開拓視角

72、，在我遇到困難的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)。嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我終生受益。</p><p>　　在這里，感謝大學(xué)幾年來(lái)，電氣專業(yè)的各位老師對(duì)我學(xué)習(xí)上的幫助和生活上的關(guān)懷，正是您們的辛勤工作，才使我得以順利地完成學(xué)業(yè)，取得學(xué)位。濃濃師恩，終生不忘。</p><p>　　感謝在大學(xué)期間給我傳授諸多專業(yè)知識(shí)的各位老師給予我的指導(dǎo)和幫助！</p><p