低压无功功率补偿装置标准介绍.ppt

1、低压成套开关设备技术负责人培训教材,讲课人：刘淑敏工作单位：CQC南京分中心 电话-mail:,低压成套无功功补偿 装置标准及产品介绍,低压成套无功功补偿装置标准及产品介绍,1.概述 低压成套无功功率补偿装置广泛地应用在制造业、冶金、化工、电力、石化、汽车、造船、建筑、通讯、医院、机场等用并联电容器对连续运行的异步电动机、感性负荷进行无功功率补偿。无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。,低压成套无功功率补偿装置标

2、准及产品介绍,2.标准适用范围与目的 低压成套低压成套无功功率补偿装置 GB/T 15576-2008 （以下简称标准），适用于额 定电压交流不超过1000V(或1140V)，频率不超过1000Hz低压成套低压成套无功功率补偿装置。 标准规定了低压低压成套无功功率补偿装置 定义，并阐明其使用条件，结构要求，技术性能 和试验,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3.低压成套无功功率补偿装置组成及分类 3.1低压成套无功功率补偿装置组成 低压成套无功功率补偿装置是由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造商完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部

3、件完整地组装在一起的一种组合体。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3.2低压成套无功功率补偿装置分类 1）按安装部位分类，可分为集中补偿、分组补偿和末端补偿。 2）按主电路控制投切电容器的元件分类: a)机电开关(例:接触器)投切 b)半导体电子开关(例:晶闸管)投切 c)复合开关(半导体电子开关和机电开关并联的组合体)投切。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3）按补偿相数分类： a)分相补偿 b)三相补偿 c)混合补偿（单相、三相混合补偿）。 4）按控制投切电容器的元件分类: a)机电开关（如接触器）投切 b)半导体电子开关（如晶闸管）投切 c)复合开（如半导体电子开关和机电

4、开关并联的组合体）投切。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4.典型产品介绍 4.1集中补偿装置 是指将补偿装置安装在变电所对无功功率进行集中补偿的装置，典型产品如图1和图2所示。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图1无功补偿装置正面图,图2无功补偿装置结构图,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4.2分组补偿装置 是指将补偿装置安装在功率因数 较低的用电单元或母线上对供配电系 统中的一部分（区域）无功功率进行 分段（区域）补偿的装置，如图3 所示。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图3 成套分组补偿装置,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4.3末端补偿装置 是

5、指将成套低压成套无功功率补偿装置直接并联安装在感性用电设备(如电动机、变压器）附近对无功功率进行补偿的装置. 通常是指对于某一台设备进行补偿,安装 在设备附近,适用于单台设备容量较大,电力用户输电线路较长,就地平衡电流,使电压质量得到保证，减少线路损耗。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,安装在变压器旁的杆上 末端补偿的装置 图4,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4.4低压补偿装置的补偿方式 1）三相共补 传统的补偿方式都是采用三相共补的方式，根据控制器统一采样，各相投入相同的补偿容量，这样的补偿方式如图1所示，适用于三相负载基本平衡。各相的负载cos相近的网络。 2）三相分补

6、三相分补的方式就是各相分别取样，各相分别投入，适用于各相感性负载相差较大，负载cos值有较大差别的场合，接线如图2所示，常用单台额定电压230V电容器，电容器接法Y。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3）-Y共补与分补相结合 由于三相符合的分散性造成三相电流的不平 蘅，各相功率因数同样不平衡，有时误差很大， 控制器可根据实际情况，进行单相投补或三相同 时投补。三相共补的部分电容器接线为接线， 三相分补部分电容器接线为Y接线如图3所示。这 种补偿方式比较灵活，适用于有不平衡的负载电 流。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图5 三相共补的接线 图6三相分补的接线,低压成套无功功率补

7、偿装置标准及产品介绍,图7 三相共补与三相分补的接线,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4.5补偿装置中的关键原器件 1）断路器 低压断路器也称为自动空气开关，可用来接 通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的 电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电 器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器 部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重 要的保护电器。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、 欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操 作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。 （1）断路器主要品种 万能式断路器(见图8)塑壳断路器(见图9 )

8、、 漏电断路器、小型断路器、高分段小型断路器、 高分段小型漏电断路器、小型漏电断路器、智能型万能式断路器等。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图9塑壳断路器,图8 万能式断路器,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（2）断路器作用: a.正常情况下接通和断开电路中的空 载及负荷电流 b.在系统发生故障时能与保护装置和 自动装置相配合,迅速切断故障电流,防 止事故扩大,从而保证系统安全运行。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（3）断路器的选择 断路器的选择必须按正常的工作条件进 行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳 定。此外，还应考虑电器安装地点的环境条 件，当气温、风速

9、、温度、海拔高度、地震烈 度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条 件时，应采取有效措施。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（4）对断路器有以下几个方面的要求 a.断路器在额定条件下（额定电压、额定 电流）可以长期工作。 b.应有足够的分断能力额定运行短路分断 能力(Ics)额定极限短路分断能力(Icu) ，并 保证有足够的热稳定和动稳定(Icw) 。 c.具有尽可能短的分断时间，这对减少电 网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系 统稳定性都是有利的。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（5） 断路器和其他普通开关的不同点： a.适用电压等级高 b.灭弧介质及方式,有真空,少油

10、,多油及 六氟化硫等等 c.灭弧能力强,效果好. 一般情况下断路器本身不存在润滑方面的 问题,需要润滑的常常是它的操动机构,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,2）接触器 低压电力负载一般为异步电动机等感性负载 且经常处于轻载运行，电网的功率因数较低。通 常需在电网中接入电容器组进行无功功率补偿 ，提高其功率因数，以减少线路损耗和电压降。 切换电容器接触器主要是装在无功功率补偿装 置中，供作接通和分断并联电容器组之用。 应当是计算出电容器电路中稳态过电流和实 际电力系统中接通电容器时可能产生的最大涌流 峰值来合理选用接触器，这样才能保证正确的安 全操作。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品

11、介绍,（1）接触器的选择 1）根据电容器组的放电选择电容器组切换后，电容器组上的剩余电压降 至50V时的时间应不大于3min。如装置中采用 的电容器本身或装置中已设有放电部件能满面 足以上要求时，可选用不带放电电路的切换电 容器专用接触器，否则就应选用具有强制泄放 电阻电路切换电容器专用接触器(见图10)。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图10 投切电容器接触器,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(2）根据最大稳态电流下运行选择 电容器组运行时的谐波电压与高达1.1倍额 定工作电压的工频过电压，会产生较大的电 流。电容器组电路中的设备器件应能在额定功 率、额定正弦电压所产生的均

12、方根值不超过 1.3倍额定电流下连续运行。由于实际电容器 的电容值可能达到额外负担规定电容值的 1.1倍，故此电流可能达到1.3*1.1 =1.43倍电 容器组的额定电流。则元器件及辅件的选择应满 足1.43倍电容器额定电流条件下连续运行。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(3）根据涌流峰值的抑制选择 电容器组投入瞬间产生的涌流峰值在GB/T155762008规定: a)采用半导体电子开关及复合开关投切电容器的涌流限制在该电容器的额定电流的5倍以下 b)采用机电开关投切电容器的涌流应限制在该组电容器额定电流的100倍以下。 3)隔离开关、熔断器及其组合电器应符合GB14048.3-20

13、02 低压开关、隔离器、隔 离开关及熔断器组合电器标准的规定。 GB13539.1-2002低压熔断器基本要求 GB13539.2-2002专职人员使用的熔断器的补充,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4)复合开关 从结构形式来看，主要分为一体式(见图11) 和分体式(见图12)两种,图11 一体式,图12分体式,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(1）一体式机电复合开关 一体式机电复合开关，是将CPU控制单元、晶闸管、 交流接触器、以及连接导线和安装附件等，组装在同一 个外壳中，形成一个独立的整体。见图4 缺点：由于体积小，其开断容量和通风

14、散热均受到 了限制，一般只能用于小容量的电容器投切。特别是有 些一体式复合开关的外壳做成不可拆卸的形式，一旦开 关中某个器件损坏时，只能整体更换，造成了一定的浪 费。优点：一体式机电复合开关结构紧凑、体积小巧、相 应的外部接线少，因此，给安装带来了方便。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,机电一体化复合开关,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（2）机电一体化开关的基本构成 a.CPU控制单元 接收无功补偿控制器发出的电容器投切信号，即“控制信号1”，并按预先设定的程序发出晶闸管和交流接触器 的通断控制信号. b.晶闸管电子开关 它接收CPU控制单元发出的触发信号，实现电容器的零电压

15、投入和零电流切除功能。 c.交流接触 接收CPU控制单元发出的分合指令，即“控制信号2”。 交流接触器只在稳态时，起到无功补偿电容器与电网之间 的能量传递作用。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(3)机电一体化复合开关的动作时序 a.投入时段 首先使晶闸管电子开关在电压过零时刻导通， 将电容器平稳可靠地接入电网，并维持导通状 态；接着使交流接触器导通，使其处于同晶闸管 并联工作的状态，并持续一段时间；最后，电路 已处于稳定工作状态，将晶闸管断开退出工作, 使交流接触器独立承担电容器与电网的连通作用.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,b.切除时段 首先使晶闸管电子开关导通，使其处

16、于同交 流接触器并联工作的状态；接着使交流接触器断 开退出工作，电容器与电网的连通作用短时内由 晶闸管独立承担；最后切除晶闸管的触发信号， 使晶闸管在电流过零时自然关断。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（4）分体式机电复合开关 分体式机电复合开关，是将CPU控制单元、晶 闸管、阻容吸收电路等做成一个整体，构成一 个独立的程序化控制单元，该单元不含交流接 触器，而是与交流接触器配套使用。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,5)晶闸管电子开关 采用电力半导体器件作为电容器组的投切开 关，较常采用的接线方式如图5。图中BK为半导 体器件，C1为电容器组。这种接线方式采用2组 开关，另

17、一相直接接电网省去一组开关，有很 多优越性。如控制器的采样物理量为电流，通 过套装在主进某相母线上的采样电流互感器T对 负载电流采样。由控制器计算出无功电流，并 按无功电流大小确定所需投入电容器的组数， 发出触发脉冲进行投切。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图13 半导体器件,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,利用晶闸管可实现电压过零投入、电流过零 切除、开关无触点、反应速度快等特性，可实 现电容器的投入无涌流、切除无过压、投切无 电弧的快速动态补偿功能，因而较好地解决了 电容器投切时产生的暂态冲击现象。，这种控 制方式是机械动作的接触器类无法实现的。,低压成套无功功率补偿装置

18、标准及产品介绍,5)无功功率补偿控制器 无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型（见图14）。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。,低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图14无功功率补偿控制器（无功电流）,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,控制器型号由类别代号（JK）、特征代号（见表1）、品种代号（阿拉伯数字）设计代号等组成。 举例JKL1C-W（JK：类别代号，L：无功电流，1：品

19、种代号，C：第3次设计，W：户外使用控制器,表1 控制器的特征代号,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(1）功率因数型控制器 功率因数用cos表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cos=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限；cos=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cos只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式

20、建议不做为推荐的方式。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,(2）无功功率（无功电流）型控制器 无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测。如线路在重负荷时，哪怕cos已达到0.99（超前），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,6)串联电抗器选用 应符合GB 10229 电抗器标准的规定. 它的

21、作用主要有两点：一是限制合闸涌流，使其不超过额定电流的20倍；二是抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。因此电抗器在补偿装置中的作用非常重要。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,b.滤波用 图6 电抗器,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（1）电抗器的电抗率K值的确定 a.仅考虑限制合闸涌流时，则选 K=（0.5-1）%即可满足标准要求。但这种电抗器对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。 b.系统中电网背景谐波为5次及以上时，这时应配置电抗率为（4.5-6）%较多。国际上也通常采用 c.配置6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但有明显的放大3次谐波作用。,低压成套无功功率补偿装

22、置标准及产品介绍,e.当系统中背景谐波为3次及以上时，应配置电抗率为12%的电抗器。 。 f.配置电抗器，同时要考虑电容器的端电压升高，由于电容器电压升高，不但限制了电容器的投运量，而且影响了电容器的寿命，许多电容器的爆炸，鼓肚等大多数情况是由于端电压升高所致。因此，对串联电抗器应充分考虑电容器电压升高所带来的影响。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7)电容器 通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质

23、叫做介质。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,应符合GB/T 12747 标称电压1000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器。,电容器,电容器,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,不同的电容器储存电荷的能力不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）=1000000微法（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）,低压成套无功功率补偿装置

24、标准及产品介绍,1）电容器的分类 根据介质的不同，电容器可简单分为三类 （1）电解类 电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。目前最常用的电解电容有铝电解和钽电解。 广义上讲，电解质包括电解液、二氧化锰、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等。后面的几种是目前比较尖端的电容器。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（2）薄膜类 以往的纸介电容器、塑料薄膜电容器多用板状或条状的铝箔作为电极，现在，大多采用真空蒸镀的方式在电容器纸、有机薄膜等的表面涂覆金属薄层作为电极。由于金属化形式的

25、出现，该类电容器在小型化和片式化方面有了长足的发展，对电解电容器构成一定的挑战和威胁。 （3）瓷介类 陶瓷电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质，在电介质的表面印刷电极浆料，经低温烧结制成。陶瓷电容器的外形以片式居多，也有管形、圆片形等形状。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,目前补偿装置中大多使用的是自愈式电容器。 自愈式电容器采用单层聚丙烯膜做为介质，表 面蒸镀了一层薄金属作为导电电极。当施加过 高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点 阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，使 金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体 迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点 自动

26、恢复绝缘。因此,这种可以自动恢复的电容 ,即称为所谓自愈式电容器.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,2）电容器的作用 在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号（见图7）。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1F以上的电容均为电解电容，而1F以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其

27、他电容则没有极性。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图7,电容器的容抗并非一个恒定的数值，它与频率（f）和电容量（C）的乘积成反比。电容量越大，则容抗越小，所能适应的频率范围更广，滤波效果也就越好。,低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3)电容器的容量 额定补偿容量 电容器组在设备的额定电压下的额定容量值。 标称补偿容量 电容器组在标称额定电压下的额定容量值。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,4）电容器的参数计算（经验公式） （1）确定电容量 额定工作电压400V时：1KVAr19.9=19.9F 25KVAr19.9=497.5F 30KVAr19.9=597F （2

28、）电容量与电流的关系（经验公式） C=14I (额定工作电压400V时) C14=I 497.5 14 = 35.5A 36A (25KVAr) 597 14 = 42.6A 43A (30KVAr) （3）无功功率与电流的关系(经验公式) 1 KVAr1.44=1.44A (额定工作电压400V时) 25 KVAr1.44=36A 30 KVAr1.44=43.2A43A,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,5）电源电压低于电容器电压参数计算（经验公式） 电容器的铭牌数据:额定电压0.45KV额定电流38.5A 容量30kvar50HZ角接,若上述电容用在0.4KV电路中 进行补偿,电流

29、会比额定电流低,容量会降低到 23.7kvar. （1）确定下降电容量 Qc(0.40.4）(0.450.45） 30K 23.7（kvar） （2）确定下降电流（经验公式） Ic0.40.4538.5=34.2（A),低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,6）电容器的参数计算（正常公式） 电容器的铭牌数据:额定电压0.45KV额定电流 38.5A,容量30kvar50HZ角接,若上述电容用在 0.4KV电路中进行补偿,电流会比额定电流低,容 量会降低到多少？ Q = 1.73205*U*I I Q1.73205*U I301.73205*0.4538.5A Z=0.4538.5=11.67

30、 用于0.4KV电路中I40011.6734.2A,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7)电容器额定电流（A）： 式中：Q为电容器容量（kvar）， U为额定电压（kV）， I为额定电流（A）,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,5 术语和定义 5.1低压成套低压成套无功功率补偿装置 由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与 之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设 备，由制造厂完成所有内部的电气和机械的连接 ，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。 5.2无功功率补偿 因为在电容上建立电压首先需要有个充电过 程，随着充电过程，电容上的电压逐步提高，这 样就会先有电流，后建立电压的

31、过程，通常我们 叫电流超前电压90度。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,电动机、变压器等有线圈的电感电路，因通过电感 的电流不能突变的原因，它与电容正好相反，需要先在 线圈两端建立电压，后才有电流，纯电感电路的电流滞 后电压90度。由于功率是电压乘以电流，当电压与电流 不同时产生时（如：当电容器上的电压最大时，电已充 满，电流为0；电感上先有电压时，电感电流也为0）， 这样，得到的乘积（功率）也为0！这就是无功。那么， 电容的电压与电之间的关系正好与电感的电压与电流的 关系相反，就用电容来补偿电感产生的无功，这就是无 功补偿的原理。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,电感两端电压

32、和电流的相量图和波形图,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,。,电容电压和电流的波形图,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,能量转换： 1与3个1/4周期：p为正，电容器被充电，从电源吸取能量。 2与4个1/4周期：p为负，电容器放电，向电源释放能量。 平均功率： 纯电容线路无能量损耗，平均功率为零。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,5.3集中补偿装置 将成套无功功率补偿设备安装在变电所对无功功率进 行集中补偿的设备 5.4分组补偿装置 将成套无功功率补偿设备安装在功率因数较低的用电单 元或母线上对供配电系统中的一部分（区域）无功功率 进行分段（区域）补偿的设备。 5.5末端补

33、偿装置 将成套无功功率补偿设备直接并联安装在感性用电设备 附近对无功功率进行补偿的设备。 5.6涌流 在电容器投入瞬间产生的最大瞬态过电流。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,5.7动态响应时间（T） 从系统的无功开始变化时刻起到成套设备输 出的无功开始变化时的时间间隔。 5.8 额定补偿容量 电容器组在设备的额定电压下的额定容量值 5.9功率因数 通常所说的功率因数是指有功功率因数，用cos表 示。在交流电路里，电压与电流的乘积是视在功率，而 能起到作功的一部分功率是有功功率，则有功功率与视 在功率的比值，即称为功率因数。功率因数的表达式为 cos=P/S。功率因数的大小决定于负荷性质

34、，在纯电阻 性负荷的电路里，功率因数为1；在具有感性、容性（兼 有阻性）负荷的电路里，功率因数小于1。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,6 正常使用条件 6.1周围空气温度 6.1.1户内型 周围空气温度不高于+40，不低于- 5。 6.1.2户外型 周围空气温度不高于+40，不低于- 25。 6.2大气条件 6.2.1周围空气温度 6.2.1户内型 空气相对湿度+40时不超过50%，在温度较低 时,允许有较高的湿度.例如+40时不超过90%。 6.2.2户外型 温度为+25，相对湿度可达100% 。 6.3海拔高度不超过2000m.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7.检验分

35、类 7.1出厂（例行）检验 （1）一般检查 （2）通电操作试验 （3）介电强度试验 （4）保护电路有效性试验 （5）工频过电压保护试验 （6）缺相保护试验 7.2型式试验 （1）一般检查 （2）通电操作试验 （3）温升试验 （4）机械操作试验 （5）介电强度试验 （6）保护电路有效性试验,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（7）防护等级试验 （8）短路强度试验和短路保护功能验证 （9）电磁兼容（EMC）试验 （10）噪声测试 （11）工频过电压保护试验 （12）放电试验 (13）涌流试验 （14）动态响应时间测试 （15）缺相保护试验 (16)抑制谐波或滤波功能验证 (17)基本环境试验

36、,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7.2介绍部分试验 1.一般检查GB/T15576-2008 7.1 1）仪器设备 数显尺、游标卡尺 2）试验方法及要求 （1)装置结构检查： a.装置材料应能承受一定的电气和热应力及 正常使用条件下遇到的潮湿影响； b.装置的门应能在不小于900的角度内灵活启 闭，同一组合的装置，应装设可互用的锁；,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,c.壳体外表面，一般应喷涂无眩目反光的 覆盖层，表面不得有起泡、裂纹或流痕等缺陷； d.装置内母线的相序排列应符合 GB/T15576- 2008表1的规定。 (2)元器件的选择和安装 a.元器件的选择应适于指定的

37、用途及相关的 标准，并应按制造厂的说明书进行安装（应考虑 需要的飞弧距离、拆卸灭弧栅需要的空间）便于 接线，维修和更换，内部操作调整和复位的元件 应易于操作；,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,b.用于投切的控制器的物理量 功率因数,无功电流,无功功率 c.接线座安装在装置基准面的2m,紧急操作器 件应装在距装置安装基准面的0.8m-1.6m范围内。 (3)指示灯、按钮及导线 GB/T 4025导线的颜色或数字标识 GB/T 4025 指示灯和按钮的颜色,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,c.主电路母线和导线的截面应根据不小于通 过电路额定工作电流来选择； d.电容器支路导线的载流

38、量应不小于电容器额定工作电流的1.5倍。 4)电气间隙和爬电距离 装置内不同极性的裸露带电体之间，以及他 们与外壳之间的电气间隙和爬电距离不应小于表 1的规定,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,表1,低压无功补偿装置标准及产品介绍,5)设备的控制和保护 采用机电开关投切时应保证在自动投切时，每一 组电容器投入或切除过程中，其端子间的电压不 高于电容器额定电压的10%（例如：当电容器再 次投入时有一定的延时时间）。 设备应设有瞬态过电压保护，设备的瞬态过电压 是指通断操作过电压和雷击过电压，为了保证设 备的可靠运行应将这种过电压限制在22倍的额 定电压 以下。,6)铭牌检查: 每台设备应配

39、备一至数个铭牌，铭牌字迹应清晰，安装应坚固、耐久，其位置应该是在设备安装好后，易于看见的地方。 在设备的铭牌上应标明： a） 制造商（生产厂）或商标； b） 产品名称； c） 产品型号； d） 执行标准； e） 制造日期； f） 额定电压； g） 额定频率； h） 额定补偿容量。,低压低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,文件资料 制造厂应按每批产品的类型，随附下列文件资料。 a） 装箱文件资料清单； b） 安装与使用说明书； c） 电路图； d） 产品合格证明书。 在技术文件中规定设备电气元件的安装、操作和维修条件。 如果有必要，设备的运输、安装和使用说明书上应指出某 些方法，这些方法对合

40、理地、正确地安装、交付使用与操 作设备是极为重要的。 如果电器元件的安装排列使电路的识别不很明显，则应提 供有关资料，诸如接线图或接线表。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,2.通电操作试验GB/T15576-2008 7.2 1）仪器设备 操作试验台(三相调压器、 0.5级以上的电压表 )谐波功能的设备 2）试验方法 检查装置内部接线正确后在辅助电路分别通以85%和110%的条 件下，各操作5次；动作灵活.有抑制谐波的或滤波功能装置 还应符合标准6.14.3的（a.有抑制谐波功能的设备，应根据 设备提供的抑制谐波技术参数，通以适量谐波以验证设备的 抑制谐波单元通电工作正常，设备投入后系

41、统的谐波电流含 量不应增加；b) 有滤波功能的设备，应根据设备提供的滤除 谐波技术参数，通以适量谐波以验证设备的滤波单元通电工 作正常，设备投入后系统的电流谐波总含量至少应减少50%。符合以上规定，则此项试验通过。 2)试验结果判定：符合以上规定,则此项试验通过.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3.温升试验 1）仪器设备 测温仪 2）试验方法 温升试验时，装置应符合规定的防护等级放 置，应对电容器单元施加实际正弦波的交流电压 电容器额定电流（A）： 电容器采用星接法Iq=Q/U 如果电容器采用三角接法： Iq=Q/U3 式中：Q为电容器容量（Kvar）， U为额定电压（KV），I为额

42、定电流（A）,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,3温升 GB/T15576-2008 7.3 温升试验时，周围空气温度在+10+40范围内,应对 电容器单元施加实际波形的交流电压，在整个试验过程 中，电压值应使电容器支路的电流不小于其额定电流。 试验时设备的防护等级应满足规定的要求。试验时应有 足够的时间使温度上升达稳定值，一般当温度变化不超 过1K/h时，即认为温度稳定，然后测取各部分温升。测 量可用温度计或热电偶。测取温升时，需测量设备的周 围空气温度，此测量应在试验周期的最后四分之一期间 内进行。至少应该用两个温度计或热电偶均匀布置在设 备的周围在高度约等于设备的二分之一，距设备1

43、m远的 地方安装，然后取它们读数的平均值，即为设备的周围 空气温度。测量时应防止空气流动和热辐射对测量仪器 的影响。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7)电容器额定电流（A）： 式中：Q为电容器容量（kvar）， U为额定电压（kV）， I为额定电流（A）,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,温升试验时，装置应符合规定的防护等 级放置，应对电容器单元施加电容器工作 时的额定交流电压。当温度变化不超过1k/h即认为温度稳定。 （3）试验结果判定 温升不超过的规定为合格。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,表,低压成套无功功率补偿装置标准及

44、产品介绍,4.机械操作试验（GB/T15576-2008 7.4） （1）仪器设备 机械操作装置 （2）试验方法 装置某些需手动操作的部件，操作次数应型式试验50次,出厂试验5次。 （3）试验结果判定 承受上述操作次数而不受损伤为合格。,2.7低压成套无功功率补偿装置标准,5.介电强度试验（GB/T15576-2008 7.5） （1）仪器设备 耐压测试仪 （2）试验方法 1）施压部位： A-B.C.N.PE B-A.C.N.PE C-A.B.N.PE N辅助回路-PE 相-操作手柄 绝缘外壳-相地,2.7低压成套无功功率补偿装置标准,2）主电路和与其直接连接的辅助电路施压 值见表3，不与主电

45、路直接连接的辅助电路见表 4，带电部件与绝缘材料制成或覆盖的外部操作 受柄之间为表3的1.5倍，施压时间型式试验5s,出厂试验1s; (3)试验结果判定 无发生击穿闪络现象为合格.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,主电路和与其直接连接的辅助电路 表,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,不与主电路直接连接的辅助电路 表,(3)试验结果判定：无发生击穿闪络现象为合格。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,6.保护电路有效性试验 （1）仪器设备 25A交流或直流 大于100m接地测试仪 （2）试验方法 检查保护电路各连接处的连接是否良好，然 后测量主接地端子与保护电路任一点之间的电阻

46、 值;,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,（3）试验结果判定 应验证成套设备的不同裸露导电部件是否有效地连接在保护电路上,进线保护导体和相关的裸导电部件之间的电阻不应超过0.1。 应使用电阻测量仪器进行验证，此仪器可以使至少10A交流或直流电流通过电阻测量点之间0.1的阻抗，试验时间限制在5s。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,7.防护等级验证（GB/T15576-2008 7.7） （1）仪器设备 试指、试棒、淋水装置 （2）试验方法 （3）试验结果判定 户内装置防护等级不低于IP20,户外装置防护等级不低于IP44。当装置采用通风孔散热时,通风孔的设置不应降低装置的防护等级.

47、,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,8 短路强度试验和短路保护功能验证 设备的短路耐受强度和短路保护功能试验方法及 要求按GB7251.1-2005 8.2.3的规定进行。应满足6.8的 规定。（设备的短路耐受强度按GB 7251.1-2005中7.5的 规定执行。设备应能够耐受设备安装处的短路电流所产 生的热应力和电动应力，对于无功补偿容量大于150kvar 的设备,其主电路的额定短时耐受电流应不小于15kA。装 置应具有短路保护功能，任何一条输出支路短路时，安 装在该支路的应能将故障电路断开，而不影响其他支路 断开，应确保保护电路的选择性。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,8

48、 短路强度试验和短路保护功能验证 通过试验验证保护电路的短路强度 一个单相试验电源，一极连接在一相的进线端子上另一 极连接到进线保护导体的端子上。如成套设备带有单独 的保护导体，应使用最近的相导体。对于每个有代表性 的出线单元应进行单独试验，即用螺栓在单元的对应相 的出线端子和相关的出线保护导体之间进行短路连接。 试验中的每个出线单元应配有保护装置，该保护装置可 使单元通过最大峰值电流和I2t值。此试验允许用成套设 备外部的保护器件来进行。对于此试验，成套设备的框 架应与地绝缘。试验电压应等于额定工作电压的单相值。 所用预期短路电流值应是成套设备三相短路耐受试验的 预期短路电流值的60。 此试

49、验的所有其它条件应同GB7251.1的8.2.3.2相似。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,预期电流值等于额定限制短路电流值。试验不允 许以低电压进行。 试验结果： 试验后，导线不应有任何过大的变形，只要电气间隙和 爬电距离仍符合6.6规定，母排的微小变形是允许的。同 时，导线的绝缘和绝缘支撑部件不应有任何明显的损伤 痕迹，也就是说，绝缘物的主要性能仍保证设备的机械 性能和电气性能满足本标准的要求。检测器件不应指示 出有故障电流发生。导线的连接部件不应松动，而且， 导线不应从输出端子上脱落。在不影响防护等级，电气 间隙不减小到小于规定数值的条件下，外壳的变形是允许的。,低压成套无功功率

50、补偿装置标准及产品介绍,母排电路或成套设备框架的任何变形影响了抽出式部件或可移式部 件的正常插入的情况，应视为故障。 在有疑问的情况下，应检查成套设备的内装元件的状况是否符合有关规定。 另外，在试验之后，被试设备应能承受按6.7条规定的介电试验电压值，试验耐压时间为5s。试验在如下部位进行： a）在所有带电部件与成套设备的框架之间; b）在每一极和与成套设备的框架连接的所有其它极之间。 在试验过程中，不应有击穿放电。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,9.电磁兼容（EMC）试验 1.抗干扰试验 必须用下述试验验证抗干扰性: 型式试验 要求的试验级别

51、(相当于IEC61000-4的级别3) 浪涌1.2/50 s - 8/20s 2 kV(线-地) GB/T17626.5 1 kV(线-线) 快速瞬态冲击 2 kV GB/T17626.4 电磁场 10 V/m GB/T17626.3 静态放电 8 kV/空气放电,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,10. 噪声测试 GB/T 15576-2008 7.10 试验方法按GB/T10233-2005 4.13的规定, 噪声应不超过6.4(应不大于声压级70db（A声 级）)的规定，则噪声试验通过。 噪声（适用于有抑制和滤谐波功能的设备）,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,11.工频过电

52、压保护试验 GB/T15576-2008 7.11 工频过电压形成: 工频过电压是由于系统潮流突然改变或发生 短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达 到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，其特 点是电压为50Hz。电压经常发生在故障引起的切 合过程。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,1)工频过电压的形成，主要是以下原因： (1)空载长线路的电容效应 空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高； (2)不对称短路引起的非故障相电压升高； 不对称短路接地。如三相输电线路a相短路接地故障时 ，b、c 相上的电压会升

53、高。 (3)甩负荷引起的工频电压升高 是甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,11）工频过电压保护试验 GB/T15576-2008 7.11 （1）仪器设备 计时器、0.5级以上的电压表 （2）试验方法 做本项试验时，过电压保护器件应将电容器支路断开，然后给装置接上电源，并将电容器投切开关闭合，调整电源电压至少在1.1-1.2倍装置的额定电压间可调 3）试验结果判定：对于自动控制投切的装置,应有工频过电压保护，当装置的过电压达到设定值时,应在1min内将电容器组全部切除,通常采用逐组切除。

54、,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,12.放电试验（GB/T15576-2008 7.12） 1）仪器设备 放电试验装置、记录仪 2）试验方法 放电试验可以在不同容量的电容器上进行，用直流 法将电容器充电至额定电压峰值，然后接通放电 装置，放电示意图见图8-10 3）试验结果判定 装置的放电设施应保证电容器断电后,从额定电压峰值放电至50V的时间不大于3min,电容器放电之前,接触会造成危险,应装有警告标志。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,电容器在充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“隔直流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、

55、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。由于交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图8 放电试验接线图,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,图9 150k电压幅值,图10 150k电压幅值,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,13.涌流试验 （GB/T15576-2008 7.13） （1）仪器设备 （2）试验方法 只验证投入最后一组电容器时电路中的涌 流值即先将其余电容器全部接上额定电压，待 工作稳定后，再投入最后一组电容器，随

56、机投入试验应不少于20次,(或在峰值投入,试验3次)将分流器串接在最后一组电容器电路中，记录涌流值（见图11-13） (3)试验结果判定 a)采用半导体电子开关及复合开关投切电容器的涌流限制在该电容器的额定电流的5倍以下 b)采用机电开关投切电容器的涌流应限制在该组电容器额定电流的100倍以下,为合格.,低压成套无功功率补偿装置标准及产品介绍,涌流峰值限制在100IN以下这里的IN指的是有效值 有效值是根据电流的热效应（即电能转化为热能）得 出的。现将两个阻值相同的电阻分别通以交流电流i和直 流电流I，如果在交流电的一个周期T内，两个电阻消耗 的电能相等，即产生的热量相同，那么这个直流电流的 数值就是这个交流电流的有效值。,电流的有效值,低压成套无