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CLN系列无功功率补偿柜技术文件 江苏华晟电气设备有限公司 低压无功动态滤波补偿电容柜技术性能一、系统组成我公司的CLN系列无功功率补偿装置设计合理，补偿装置主要构成：主要元器件由断路器，熔断器，检测终端控制器，电力模块，电力电容器，滤波电抗器，触发回路等部件组成。 主回路采用半导体电力模块；热管散热器散热；控制回路采用电流过零投入加电流过零切除技术，实现投切无电流冲击；快速动态响应，20ms内实现动态跟踪补偿；系统控制采用微型计算机控制，人机对话，中英文菜单界面，且将三相补偿与分相补偿集中于一体，既适用于三相平衡负载，又适用于三相不平衡负载，提高补偿精度，补偿后功率因数达0.95以上，真正实现无触点、无火花，无燥声。装置装有4%-13%滤波电抗器，对5次以上谐波系统能按标准抑制和治理又不会发生谐波放大。主要技术参数序号项目参数说明1投切振荡无2合闸涌流无3投切方式过零4响应时间70%7投切精度5%-1%8检测对象各相无功功率9谐波范围谐波测量范围：1-25次10保护功能欠压、过压、缺相、温升、零序超限等11显示功能补偿装置具有完善的故障自诊功能和齐全的显示记忆功能，能对投切状况、功率因数、有功功率、无功功率、温度、频率、电网电压、电网电流、零序电流等进行显示 12保护接地电器元件金属外壳与接地排间电阻1欧二、控制原理CLN系列无功动态补偿装置：采用反馈式监测（三相平衡负荷、采集单相信号；三相不平衡负荷、采集三相信号），以负载的实时无功电流为投切物理量，应用瞬时无功控制理论及网压支持算法，在10ms内完成信号数据采集、计算及控制输出；投切可控硅接到投切指令后，在小于10ms内完成零电流投入，投切无涌流，对电网无冲击，并在主电路和开关中采取措施，对于主回路电容器有预充电的作用，避免了对投切电容器的冲击，使运行更加稳定、安全、可靠。为保证实时跟踪投切，整个系统响应时间小于20ms，可满足快变化负载的需要，实现快速补偿。装置装有4%-13%滤波电抗器，对5次以上谐波系统能按标准抑制和治理又不会发生谐波放大。三、投切方式为了保证整个系统的安全运行，提高系统的功率因素，我们采用差容优化投切：通过不断测量无功的变化，总是投入功率尽可能大的电容器组。如120，90，60，30，310kvar的电容柜中，在无功至少需120kvar时会立即投入120kvar而不是通过90+30来累加，由此减少投切次数，补偿精度一步到位。具有很高的投切精度，可以使整个系统(三相中的每一相)在补偿后的功率因数达到0.95以上。如果采用编码方式投切方式，当变压器容量不足，当最大的一组电容器出问题而退出补偿时，就只剩下不足一半的补偿容量，变压器将会长时间过载运行，这样对变压器的正常运行也有一定影响， 四、技术要求1. 控制方式采用微型计算机原理、人机对话界面，中英文菜单。2. 各种显示功能完美（过压、欠压、缺相、功率因素、有功电度、有功功率、无功功率、温度、频率、电流、电压等）。3. 运行保护、两相失电时，不影响数据的采集、存储、通讯。对过压、欠压、缺相、零序、温度超限进行及时报警并做出相应动作。4. 数据通讯：配有RS585和RS232接口，现场采集也可远程采集。5. 主回路采用电力半导体模块，实现全无触点化，控制回路采用CLN脉冲过零触发，过电流投入，过电流切除。6. 投切电容实现无电流冲击，无振荡，无补偿呆区。7. 快速动态响应，20ms内实现动态跟踪补偿，补偿后的功率因数要求达到0.95以上。8. 无功补偿输出采用+Y接法，集共补（补偿三相）与分补（补偿单相）于一体，既适用于三相平衡负载，又适用于三相不平衡负载。9. 外部尺寸：可根椐用户要求协商制定（宽深高）柜体在喷塑前均经过严格的酸洗、磷化等工序处理再喷塑，柜体可为GGD型、GCK型、MNS型、Schneider Blokset型，颜色按用户要求。CLN-3500DK控制器具体参数1、基本参数电源电压：AC220V20% 50HZ5%取样电压：AC220V 取样电流：05A 本机功耗：15W2、控制参数灵敏度：100MA投入门限系数：0.51.2、步长0.1、 出厂预置1.00切除门限系数：内定投切延时：20ms99920ms 过压保护：测量电压的100%150%、步长1%欠压保护：测量电压的50%100%、步长1% 谐波电压超限：5.0%30.0%、步长0.5%、出厂预置20%输出接点：612路， 每路DC12V、60MA3、测量精度电压：0.5%电流：0.5%功率因数：1.0% 无功功率：1.0% 有功功率：1.0%无功电度：1.0% 有功电度：1.0%4、通讯物理接口：RS232、RS485通讯规约：IEC870-5-101、CDT、MODBUS波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bpsCLN使用条件海拔高度：79.5KPa106KPa（海拔2500米）环境温度：2545相对湿度：空气湿度在20时90%，在温度较低时，允许有较高的相对湿度。环境条件：周围介质无爆炸危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体，无导电尘埃。设备制造标准及规范（1）、按公司企业标准生产（标准QB/ JSHS-ZS-B/0）；（2）、设计制造质量按以下标准生产GB/T 15576-1995 低压无功功率静态补偿装置总技术条件JB/T 9663 低压无功功率自动补偿控制器QB/JSHS-ZS-B/0 CLN型低压无功动态补偿装置GB12747 自愈式低压并联电容器JB/T7826.1 晶闸管模块GB/T14549-1993 电能质量，公用电网谐波GB12326 2000 电网压的波动满足国标GB3797 电控设备 第一部分：装有电子器件的电控设备JB5346 串联电抗器GB50227-1995 并联电容器成套装置设计规范GB72512005 低压成套开关柜IEC439 低压成套开关设备及控制设备JB/T10316-2002 低压成套开关设备及控制设备用母线架GB/T20641-2006 低压成套开关设备及控制设备空壳体的一般要求GB/T14048.5 低压成套开关设备及控制设备控制电路电器和开关元件 JB794 电机、电器和变压器用绝缘测量耐热分级 IEC-470 交流接触器 GB4208 外壳防护等级（IP代码）五、无触点投切补偿技术特点CLN系列无功功率补偿装置与接触器投切系统（有触点）相比，具有如下优特点：1. 合闸涌流，使用寿命有触点系统的投切开关是接触器，投切方式为任意投切（不可控），投切时电流冲击严重（几倍至上百倍额定电流），电容器、接触器易损坏，使用时间短，而对负荷变化频繁的场所根本不能使用； 无触点无功补偿装置由于采用半导体电力模块（电流过零切除技术），投切时无冲击，无涌流，半导体电力模块，电容器等不易损坏，使用寿命长。2. 投切时间，补偿精度有触点补偿采用循环投切方式，投切时间长，因接触器有吸合时间、释放时间、投切冲击电流大，不能采用频繁快速投切，一般投切时间在10-100秒，响应时间慢，对负载不稳定，变化比较频繁的场所，该补不能补，不该补时又不能快速切除，所以系统功率因数不会高；无触点补偿采用半导体电力模块，极易实现快速动态补偿，20ms内可以实现快速动态响应，能满足任意负荷变化，所以整个系统的补偿精度可以保持很高，一般为0.95以上。3. 投切方式有触点补偿由于接触器自身缘故，控制方式只能是逐步试探投切，缓慢逼近补偿； 无触点补偿可以充分补偿，一次到位（即系统有多少感性无功，经判断后立即投入与感性负载相对应的容性无功）。4. 投切振荡、补偿效果由于有触点补偿大多以检测COS为目标，轻载时可能产生投切振荡，重载时无功功率不小；而无触点补偿以检测无功功率（无功电流）为目标，系统有多少无功就投与之相对应的容性无功，轻载时不会产生振荡，系统无功功率始终保持最小（设计制造时定义最小）。1) 在功率因数0.95以上时，低压400V母线侧总电压谐波畸变率UTHD5%；其中，奇次4%，偶次2%。2) 装置要对3、5、7、9、11次等谐波电流具有抑制作用，保证不出现对任何次谐波电流的放大现象。5. 使用场所有触点补偿由于接触器投切冲击电流大、响应时间慢，对汽车制造、造船、冶金轧钢等负荷不稳定、变化频繁，以及电网“污染”严重的地方（电网谐波），有触点补偿无法正常运行； 而无触点补偿响应时间快，投切无电流冲击，而且有谐波抑制和部分治理功能，无触点在工矿企业、民用等任何场所都能使用。6. 发展趋势从国际国内情况来看，工业企业因可控硅系统，整流装置、变频装置、中频炉等广泛应用，电网谐波严重，许多场所负荷变化频繁，有触点产品由于不能实现快速响应以及没考滤谐波治理，投切冲击电流大等缘故，正逐渐从市场中淘汰（这从全国冶金系统、汽车制造行业、船舶制造行业等得以证实）。而无触点补偿响应时间快，投切无冲击、补偿效果好，使用寿命长等优点被人们熟知。从全国各地正兴起的无触点补偿生产企业以及企业选择无触点产品的情况来看，无触点补偿正在欣欣向荣的发展。此外CLN系列无功功率补偿装置结构灵活，可与其它厂家配套使用；有谐波抑制和治理功能；但由于材料组成不同无触点采用半导体电力模块（每相一只，每组三只），热管散热器、有触点为接触器，单位成本价格高，所以无触点补偿价格比有触点补偿价格高，由于单套无触点补偿容量可以做大，容量大，一是节约空间，二是节约柜体材料；三是节约单位成本，所以大容量（600KVAR左右）无触点无功补偿装置的价格可以降低，几乎与接触器系统价格接近。总之，接触器系统逐渐被无触点无功补偿装置取代是大势所趋。六、系统工作原理及功能电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。 加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力： 1. 改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 负荷(P+JQ)电压损失U简化计算如下： U=(PR+QX)/U (1) 式中U-线路额定电压，kV P-输送的有功功率，kW Q-输送的无功功率，kvar R-线路电阻， X-线路电抗， 安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为U1，计算如下： U1=PR(QQc)X/U (2) 很明显，U1U，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下： U-U1=QcX/U (3) 由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。 2. 降低线路电能损耗 安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数由cos提高到cos1，因为PUIcos，负荷电流I与cos成反比，又由于PI2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cos升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cos时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为PL%，计算如下： PL%(1/cos2-1)100% (4) 功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1： 表1功率因数从1降低到左列数值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 电网元件中有功损耗增加百分数PL% 11 23 38 56 78 104 136 功率因数提高对降低线路有功功率损耗的影响见表2： 表2 功率因数由右列数值提高到0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 线路可变有功功率损耗降低的百分数 60 53 46 38 29 20 10 3. 挖掘供电设备潜力 (1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率P计算如下： P=P1-P=S(cos1-cos) (5) (2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少S计算如下： SS-S1P(1/cos-1/cos1) (6) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为S/S计算如下： S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1) (7) 七、运行技术指标低压无功补偿柜投入运行后,炼铁厂高炉槽下低压供配电系统，循环水站低压供配电系统功率因数由0.55-0.65提高到0.953%，使无功电流下降，槽下低压供配电系统总电流下降了200250A，循环水站低压供配电系统总电流下降了180200A，变压器的效率提高，自身损耗和线损下降，整个供电系统效率提高，故障率下降，运行的稳定性提高，线路损耗降低，经计算，无触点补偿装置在设备运行一年半后即可全部收回设备投资。应用效果：投切精度高，功率因数能够补偿到0.95以上，大大提高变压器的负载能力。 动态补偿、滤除谐波，可降低变压器温升，节能效果明显。 稳定电网电压，可延长用户电气设备的使用寿命。 可针对使用交交变频器的供电电网进行动态补偿，滤除谐波。 可针对中、高频电炉进行动态补偿，滤除谐波。 可针对电整流柜供电的直流系统进行动态补偿，滤除谐波。 无论是三相平衡负载或是三相不平衡负载，或是谐波严重的非线性用电设备，本装置能迅速向系统提供无功功率使整个系统功率因数保持在最佳状态。系统不会发生谐波放大，且能按标准抑制和治理谐波。 具有动态同步滤除谐波的功能，治理谐波满足国标GB/T1454993。 具有网压支持功能，可使供电网压的波动满足国标GB12326 2000。 八、装置投运后达到的技术指标1、 供配电系统正常运行时，经动态滤波补偿装置补偿后， 低压400V母线平均功率因数达到0.95以上；2、 在功率因数0.95以上时，低压400V母线侧总电压谐波畸变率UTHD5%；其中，奇次4%，偶次2%。3、 装置要对3、5、7、9、11次等谐波电流具有很强的抑制作用，保证不出现对任何次谐波电流的放大现象。4、 供配电系统工作参数：1) 额定工作电压：交流400V，三相五线制系统；2) 额定工作频率：50HZ；5、 补偿装置要求设有自动和手动两种投切运行方式；6、 装置在投切过程中，要求无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃现象；7、 装置要求为滤波补偿系统，不得采用抗谐波补偿系统；装置的动态补偿响应时间要求小于20ms；8、 控制器为智能化自动跟踪投切系统，实现全数字设置，液晶显示；9、 装置本身要求配备完善的保护，具体保护包括： 过电流保护； 过电压保护： 欠电压保护； 缺相保护； 过热保护； 速断保护。CLN系列无功功率补偿装置主回路原理图补偿装置接线图1、采用全共补方式，适用于三相负载平衡或基本平衡的低压用电系统，例如三相拖动类负载或三相整流用电负载。补偿装置接线图2、采用全分补方式，适用于三相负载严重不平衡的低压用电系统，例如以两相（或单相）供电的焊机、整流设备等为主要生产设备的用电系统。注：用户无特殊要求，我公司每套设备设计一路分补单相补偿电容器为Y型接法，分补设为10Kvar或13.5Kvar使投切精度达到更理想；其余补偿回路采用共补三相同时补偿电容器为接法。CLN系列主要元件明细表序号 元件名称规 格 型 号 生产厂家1断路器CM1系列 常熟开关厂2熔断器RO31、RO32系列茗熔3电力模块（分补用）MTC系列宜兴晶业/常州瑞华4电力模块（共补用）MFC系列宜兴晶业/常州瑞华5热管散热器华晟专用系列上海超导/丹阳忠诚6共补控制板CLN-C华晟电气7分补控制板CLN-CD华晟电气8控制器CLN-3500DK华晟电气9电抗器（分补用）CKDG系列无锡欣达/成都新胜10电抗器（共补用）CKSG系列无锡欣达/成都新胜11电力电容CLMD系列上海指月12柜体靖江森源/用户协商13CLN控制系统华晟电气注：单台补偿柜元器件明晰请看元器件明晰表CLN交流无触点低压无功补偿装置主要销售业绩表1中国扬子石化2北京格里恩电气3北京乔基电气有限公司4上海宝临电器制造有限公司5上海大赛璐塑料工业公司6上海天宇电气7宝钢集团新日制钢8天津钢铁公司9天津电气传动设计研究所10天津高士达电器有限公司11重庆中冶赛迪12马鞍山电力滤波公司13马鞍山钢铁股份设备部14马鞍山滤波公司15马钢二轧钢厂16马钢焦化厂17马钢轮箍厂18马钢水处理公司19马钢四钢轧20马钢原料厂21马钢中板厂22马钢自动化工程公司23南京钢铁公司24山东富伦钢铁有限公司25山东金宇轮胎26山东九羊钢铁27山东莱钢28山东日照钢铁厂29山西安泰集团30山西中吕焦化有限公司31江西江铃汽车32江西新余钢铁股份有限公司33国电南自成套电气设备厂34浙江正泰集团35冷水江博大钢铁有限公司36辽宁本溪钢铁集团公司37辽宁本溪供电公司38河北滦南华瑞钢铁公司39安徽鑫龙电器公司40四川攀枝花钢厂41唐山不锈钢有限公司42唐山市华瑞钢铁公司43大连冰山集团44大连九鼎自动化公司45大连神通电气公司46福建三安钢铁公司47福建三钢钢松公司48福州天宇电气股份49甘肃张掖小弧山水电站50广州德西亚机电有限公司51广州钢铁公司52河北滦南钢铁53河北宣钢54河南开封同乐面粉厂55江苏奥美科技56江苏沙钢集团57江苏大亚公司58江苏飞达集团CLN交流无触点低压无功补偿装置主要销售业绩表59江苏横塘变电所60江苏华西钢铁有限公司61江苏丹阳金港特钢公司62江苏丹阳苏源有限公司63江苏金茂制链公司64江苏克诺双风木业65江苏立新合金实业66江苏明月光电科技有限公司67江苏前艾变电所68江苏沃得植保公司69江苏新美达工具有限公司70江苏亚光光学有限公司71江苏亚太光学公司72江苏雨花钢铁73江苏云阳制药有限公司74江苏中彩印务公司75江阴华瑞电气有限公司76江阴华西钢铁公司77江苏苏州鸿利公司78山东勇越纸业有限公司79山东邹城纸业有限公司80莱州金兴化工公司81南京华冶电气82江苏润州纺织机械有限公司83深州市康必达通电气有限公司84苏州鸿利设备制造有限公司85江苏镇江科发电磁元件86江苏钛白粉总厂87江苏镇江银佳电器设备有限公司88江南面粉厂89江南食用菌有限公司90江苏博福特光学厂91江苏常熟开关制造有限公司92江苏常州英特机电公司93江苏常州中发炼钢有限公司94江苏常州中天钢铁有限公司95江苏常州中兴建材厂96江苏长丰纸业公司97江苏长江电器股份公司98江苏长宁生化有限公司99江苏大力神钢铁公司100江苏大亚木业公司101江苏丹化醋酐公司102江东不锈钢制造103江苏丹阳市苏源公司104江苏丹化地板厂105漳州港兴纸业106宝钢集团南通钢铁有限公司107北方设计研究院高峰项目部108天津莱德尔电气有限公司109山东威海新船重工110上海天灵变压器厂111湖南电开成套设备有限公司112山东泰开成套电器有限公司113上海久创电气自动化设备有限公司114厦门磐石机电设备有限公司115寻甸龙蟒磷化工有限责任公司116无锡新三洲特钢有限公司 设备制造进度网络图 2个工作日 5个工作日 合同签订 设计 元件采购 8个工作日 另部件生产 组装、检验 5个工作日 成品注：生产过程包含进货检验，过程检验和出厂检验。具体进度按贵单位要求可行改变九、 售后服务1 产品制造完毕经验收合格后方可包装发货或贵单位现场验收。2 我公司负责免费对需方的技术、操作及维护人员进行培训，使操作人员能熟练操作，且能进行正常维护保养，并免费到现场协助用户安装调试。3 设备运行后，如发现质量问题或其他需要制造厂协调解决的问题，在接到用户通知1小时内回函答复，48小时内服务人员抵达现场。4 我公司产品实行终身售后服务，产品质量实行三包（三包期为设备验收交货后一年）在三包期内，因产品的质量原因或工作失误所导致的部件更换维护等一切费用均由生产方承担，三包期外对需要的元器件只收成本费。我公司免费提供调试盒及相关技术资料，并保证按期交货。交接资料装箱清单主要元件合格证及使用说明书 1份/台提供国家规定的检查项目和出厂试验报告 1份/台设备操作使用说明书、出厂合格证 1份/台根据工程项目的不同提供操作说明书按甲方要求提供。十、 工程进度及质量保证1、 满足现场设备运行条件具备投产条件。2、 满足设计单位提出的要求。交货状态、涂装和包装方案按顾客指定的交（提）货时间交货,并分别运至各工地。如本公司有幸能为贵工程服务，本公司将及时组织相关部门就贵方提供的产品生产所有技术文件、图纸进行认真、仔细、全面的审核，并及时与贵方联系，解决审核后发现的问题与异议，使产品的设计、生产最终满足贵方要求，同时依据合同约定的供货时间编制生产进度，必要时，通过人力、财力等资源配备手段，确保产品保质保量按期供货。按期履约是一个企业信誉与实力的表现，我方视信誉为发展后劲的根本。如贵方能选中我方为您服务，到那时贵方就会真正体会到我江苏华晟电气设备有限公司一诺千金的企业风格。质量保证和控制措施质量控制手段及管理措施1、原材料、元器件入库，先检验合格后入库领用。2、按ISO9001:2000标准系列要求建立合格的供方档案，严格按要求采购物品或按顾客的要求采购。3、产品生产过程中，每套工序分别编写质量记录跟踪卡随时检测，做自检、互检、车间总检。4、按内部企业标准，产品发货前检验及调试后，质管部终检合格出厂。5、建立好用户档案，为进行售后服务做好准备。质量保证措施我公司用IS09001：2000GB/T19001-2000质量体系生产、安装和服务的质量保证模式建立、实施并保证了有效的质量保证体系，将公司的质量方针在全体员工中大力宣传，使之得到理解并执行。本公司的质量检验部门质管部是属公司一级管理机构，直属总经理领导，并拥有质量否决权，在所有质量活动中以质量手册为纲、程序文件为各项质量活动的规范。辅之以整套、全面、完整的操作规程、作业指导书使产品的生产、安装、服务全过程处于受控状态，并将全体员工的经济收入与产品质量直接挂钩。质量保证期 本公司的产品质保期为12个月，终身保修，保质期内由于产品质量而出现的问题均由我公司负责，并免费修理。我厂承诺售前服务随时应贵方之邀，协助工程设计部门解决技术问题；售后服务，免费现场指导安装和协助调试。现场开箱检验