施耐德电气无功功率补偿方案

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1、施耐德电气无功功率补偿系统成套厂应用随着用户节能意识的增强，和对电能质量问题的日益关注，无功功率补偿设备成为越来越重要的电气设备。作为低压配电柜中结构比较复杂的无功功率补偿电容柜，不仅需要成套厂具有丰富的安装经验，而且不同厂家对产品的选型和安装的要求也存在差异。错误的选型或安装可能影响产品性能，更有发生电气事故的风险。　　本文专门针对电气成套厂客户，介绍施耐德电气无功功率补偿系统的选型和安装，帮助成套厂客户为用户提供优质可靠的无功功率补偿柜。　　1施耐德电气无功功率补偿方案及产品选型　　无功功率补偿产品的选型一般分为补偿容量选择，补偿类型选择，保护元器件选型和电容控制器选型。

2、　　1.1补偿容量选择　　一般情况下电气设计图纸标有补偿柜的总容量，如果电气设计图未标出补偿容量，成套厂可根据变压器容量的20%～40%选择无功补偿柜容量。 　　1.2补偿类型选择　　无功补偿柜补偿类型的选择是最终要的环节，选型正确与否直接影响补偿柜的效率和可靠性。补偿类型的关键选型依据是系统的谐波污染程度，由于配电系统中非线性负载越来越多的被使用，其带来的谐波污染问题日益严重，而无功补偿电容器是配电设备中受谐波危害最大的设备之一，谐波不仅会造成电容器过载，乏值降低，缩短使用寿命，还可能造成电网谐振，发生严重的电气事故，另外，不正确的补偿类型选择还会造成谐波放大，进一步加剧配

3、电网谐波污染程度。因此，必须根据谐波污染程度选择正确的无功补偿类型。　　1.2.1施耐德电气补偿类型选型方法　　首先将配电系统进行简化，将系统简化为变压器(容量Sn)，所有非线性负载总容量(容量Gh)，将Gh/Sn的比值，即非线性负载占系统容量的比例作为补偿类型的选型依据(见图1)：　　当Gh/Sn<15%时，表示系统谐波污染程度较轻，推荐补偿类型为标准型无功功率补偿。标准型无功功率补偿方案采用标准电压等级的纯电容器，例如，400V配电系统采用415V的电容器。　　当15%　　K=(Vn/Vr)2　　Vn：电网电压等级　　Vr：电容器标准电压等级　　例如：一台480V，68k

4、var电容器相当于一台400V，47kvar的电容器　　68kvar×(400/480)2=47kvar　　当Gh/Sn>25%时，表示系统谐波污染程度严重，推荐补偿类型为调谐型无功功率补偿。调谐型无功功率补偿方案由DR调谐电抗器和过谐型电容器组成。施耐德电气提供的调谐型无功功率补偿方案包括三种：　　(1)阻抗比为5.4%，调谐频率为215Hz　　(2)阻抗比为6.92%，调谐频率为190Hz　　(3)阻抗比为13.7%，调谐频率为135Hz　　工业配电系统推荐采用阻抗比为5.4%，调谐频率为215Hz的调谐补偿方案，可以抑制和减少5次及以上的谐波污染;建筑配电系统推荐采用阻

5、抗比为13.7%，调谐频率为135Hz的调谐补偿方案，可以抑制和减少3次及以上的谐波污染。　　由于调谐补偿方案采用了电抗器与电容器并联，而电抗器与电容器的电压方向正好相反，所以电容器的端电压实际上被抬升。以调谐频率为135Hz(阻抗比13.7%)的调谐补偿方案为例，电容器实际端电压Uc=400/(1-13.7%)=463.5V，所以必须采用480V的电容器以防止过压。需要注意的是，虽然调谐方案也是采用480V的电容器用于400V的系统，也会有降容，但电容的降容计算与过谐型是有很大的不同的。　　这里以调谐频率为135Hz(阻抗比13.7%)，要求实际补偿容量为300kvar的调

6、谐补偿方案为例，按单步实际补偿50kvar×6路设计，计算示例如下。　　步骤1：计算不考虑串联电抗器时补偿50kvar容量所需的480V电容器容量Q1Q1×(400/480)2=50kvarQ1=72kvar步骤2：再考虑电抗器，计算出实际补偿50kVAR容量所需的480V电容器容量QcQc=Q1×(1-13.7%)=62kvar　　结果：本系统按单步50kvar设计×6路，每步电容器为Varplus262kvar/480V，每步电抗器为DR50kvar/135Hz　　注：这里的Varplus262.4kvar/480V实际是由两只Varplus222.7kvar/480V电

7、容器及一只Varplus217kvar/480V电容器组合而成。　　针对调谐型补偿方案的产品选型，详细请参考施耐德电气公司样本《无功功率补偿系统选型指南》，样本号LV-1177。图2　　保护元器件选型　　主保护断路器的选择：　　当采用断路器作为主保护时，热保护整定值设定：　　u1.36In-适合标准型无功功率补偿　　u1.5In-适合过谐型无功功率补偿　　u1.12In-适合阻抗比13.7%的调谐型补偿　u1.19In-适合阻抗比6.92%型补偿　　u1.31In-适合阻抗比5.4%的调谐型补偿　　短路