施耐德PQM电能质量管理-VarplusCanSDuty电容器-无功功

PQM电能质量管理VarplusCanSDuty电容器无功功率补偿系统产品目录施耐德电气善用其效尽享其能施耐德电气在中国1987年，施耐德电气在天津成立第一家合资工厂梅兰日兰，将断路器技术带到中国，取代传统保险丝，使得中国用户用电安全性大为增强，并为断路器标准的建立作出了卓越的贡献。90年代初，施耐德电气旗下品牌奇胜率先将开关面板带入中国，结束了中国使用灯绳开关的时代。施耐德电气的高额投资有力地支持了中国的经济建设，并为中国客户提供了先进的产品支持和完善的技术服务，中低压电器、变频器、接触器等工业产品大量运用在中国国内的经济建设中，促进了中国工业化的进程。目前，施耐德电气在中国共建立了53个办事处，28家工厂，7个物流中心，1个研修学院，3个研发中心，1个实验室，700多家分销商和遍布全国的销售网络。施耐德电气中国目前员工数近28,000人。通过与合作伙伴以及大量经销商的合作，施耐德电气为中国创造了成千上万个就业机会。施耐德电气能效管理平台全球能效管理专家施耐德电气为世界100多个国家提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源，施耐德电气2011年的销售额为224亿欧元，拥有超过130,000名员工。施耐德电气助您——善用其效，尽享其能！凭借其对五大市场的深刻了解、对集团客户的悉心关爱，以及在能效管理领域的丰富经验，施耐德电气从一个优秀的产品和设备供应商逐步成长为整体解决方案提供商。今年，施耐德电气首次集成其在建筑楼宇、IT、安防、电力及工业过程和设备等五大领域的专业技术和经验，将其高质量的产品和解决方案融合在一个统一的架构下，通过标准的界面为各行业客户提供一个开放、透明、节能、高效的能效管理平台，为企业客户节省高达30％的投资成本和运营成本。1目录功率因数校正指南3VarplusCanSDuty低压电容器13VarlogicNR功率因数控制器21DR调谐电抗器293功率因数校正指南为什么需要无功电能管理？4确定补偿的方法6带调谐电抗器的无功补偿方案10额定电压和额定电流114QcQ无功电能管理的原理所有交流电网消耗两种类型的功率：有功功率（kW）和无功功率（kvar）：p有功功率P(kW)是实际传输给电力负荷的能量，电力的有功功率转化为机械动力、热和光，如：电机、灯具、加热器和电脑等--p无功功率Q(kvar)仅用驱动设备的磁场，实现电场与磁场的转换。产生无功功率的设备，如：电机和变压器等。p视在功率S（kVA）是有功功率和无功功率矢量合。电网的无功功率循环，具有重要的技术和经济效应。对相同的有功功率P，较高的无功功率意味着更高的视在功率和更高的电流。随着时间的推移，有功功率的循环会产生有功能量（kW时）。随着时间的推移，无功功率的循环会产生无功能量（kW时）。在一个电路中，除了有功的能量，还需要提供无功的能量。正是由于这些原因，在负荷层面产生无功能源来避免不必要的网络电流循环，这就是所谓的“功率因数校正”。通过电容器的连接可以得到这种校正，电容器能够补偿被负载（如：发电机）所消耗的无功能量。其结果就是视在功率降低，功率因数提高，如左侧图所示。发电和输电网络被部分补偿，减少功率损耗，使更多的传输能力可用。为什么需要无功电能管理？如图所示，功率因素（P/S）是等于cosj(无谐波)。由于更高的电流供应，配电网络中无功电能的循环会导致：p变压器过载p更高的供电电缆温升p更多的电能流失p更大的电压降p更高的能源消耗和成本p更少的有功功率分配无功能源由能源供应商提供并收费无功功率由电容器提供。免去了能源供应商的无功计费。DE90087DE90088发电输电网络电机有功电能有功电能无功电能无功电能DE90071电容器发电输电网络电机有功电能有功电能无功电能DE900715无功电能管理的好处优化的无功电能管理带来经济效益和技术优势。电费单上能够体现的节省p排除无功电能的损失，并且减少视在功率的需求p减少由变压器和导线安装所产生能量损失例如630kVA的变压器损失减少：PW=6,500Ｗ，初始功率因数=0.7通过功率因数校正，我们得到最终功率因数=0.98能量损失变成：3316Ｗ，即减少49％。增加可用功率应用一个提高功率因数的设备，可以优化电力设备。低压变压器的可用功率可以靠在低压侧合适的功率因数校正设备来提高。功率因数从0.7提高到1，相应的表格会显示增加的变压器输出可用功率。缩少安装尺寸安装功率因数校正工具可以使导线的横截面减小，因为对应相同的有功功率，补偿设备会吸收更少的电流。依照不同的功率因数值，相应的表格会显示导线横截面积所对应的功率放大系数。降低设备的压降安装电容器，可以使功率因数校正设备连接点以上的电压降减少。这样可以避免网络过载，并且使谐波减少，降低您的成品。功率因数增加的可用功率0.70.80.850.900.9510%+14%+21%+28%+36%+43%功率因数电缆截面放大系数10.800.600.4011.251.672.506步骤1:所需无功功率的计算其目的是为了确定需要补偿的无功功率Qc（kvar），以提高功率因数cosj，并减少视在功率S。当j'j时，我们得到：cosj'cosj和tgj'tgj。如右侧图所示Qc可以由上图推断出的公式来确定：Qc=P.(tgj-tgj')。Qc：电容器组的功率，单位：kvarP：有功功率，单位：kWtgj：补偿之前，相位角j的正切tgj'：补偿之后，相位角j的正切参数j和tgj可以从帐单数据得到，或者直接测量该设备得到。无功补偿安装容量计算表确定补偿的方法例如：假设一个1000kW的电机，cosj=0.8(tgj=0.75)。为了得到cosj=0.95，需要安装一个无功功率等于kxP的电容器组，即Qc=0,421x1000=421kvar。补偿前无功功率(kvar)按照每千瓦负荷来补偿，以获得所需的cosj'或tgj'tgj'0.750.620.480.410.330.230.00cosj'0.800.850.900.9250.950.9751.000tgjcosj'1.730.50.981.111.251.321.401.501.731.020.700.270.400.540.610.690.791.020.960.720.210.340.480.550.640.740.960.910.740.160.290.420.500.580.680.910.860.760.110.240.370.440.530.630.860.800.780.050.180.320.390.470.570.800.750.800.130.270.340.420.520.750.700.820.080.210.290.370.470.700.650.840.030.160.240.320.420.650.590.860.110.180.260.370.590.540.880.060.130.210.310.540.480.900.070.160.260.48功率因数校正设备的选择可以遵循以下4个步骤：p计算所需要的无功电能p选择补偿方式：集中补偿，对全部设备分组补偿对单一负载的就地补偿，如大型电机p选择补偿类型：定值补偿，通过连接一个定值电容器组自动调节式补偿，分多个步骤，使无功电能调整到需要值p考虑工作环境和谐波PQSS’DE90091Qc7确定补偿的方法步骤2:补偿方式的选择低压电容器的安装位置，确定了补偿方式。补偿方式可能是集中补偿（对全部设备）、分支补偿（一个支路）、就地补偿（对单个负载），或者是后两者的组合方式。原则上，理想的补偿方式应用于能量消耗点上，并且实时达到所需能量值。但在实际应用当中，技术和经济因素会制约补偿方式的选择。电容器组在配电网络中的连接位置，由以下因素决定：p全部补给对象（避免无功电能的损失，减少变压器或电缆，避免电压降）p工作方式（波动负载的稳定）p预知电容器给配电网络带来的影响p设备成本集中补偿电容器组安装在需要补偿的设备的首端，以便为下级全部设备提供无功电能。这种配置适用于稳定且连续的负载系数。分支补偿电容器组安装在馈电首端，为某一特定设备组提供补偿。这种配置十分方便大型设备。这种配置适用于负载系数不同的大面积车间厂房。对单一负载的就地补偿电容器组安装在单一负载的进线端（特别是大型电机）。这是一种理想的配置，因为无功电能产生在真正需要的地方，并可以按照需求进行调节。CC:集中补偿GC:分组补偿IC:就地补偿(对单-负载)M:电机CCGCGCICICICICMMMM断路器变压器供电母线8步骤3:电容器的控制方式选择根据性能需求和控制的复杂程度，选择不同的补偿方式：p定值补偿：无需调节，连接一个定值电容器组。电容补偿容量≤15%Sn(变压器容量)p自动调节补偿：电容器分多步投切来达到要求。电容补偿容量15%Sn(变压器容量)定值补偿该方式使用一个或多个电容器来提供一个恒定的补偿。控制方式有：p手动：由断路器或负荷开关来切换p半自动：由接触器来控制p直接连接到一台设备并切换这个连接这些电容器应用于：p电感负载终端（主要是电机）p在提供众多小型马达和个别赔偿的费用太昂贵归纳电器母线p在负载情况下的因素是合理的常数自动调节式补偿这种补偿方式提供自动控制，并根据设备的变化提供适当的无功功率来保持特定的cosø。该设备应用于有功功率和/或无功功率变化相对较大的位置，例如：p在主配电盘的母线处p在大量馈线的终端确定补偿的方法9步骤4:根据工作环境和谐波影响，合理选择电容器需要根据工作环境选择耐受程度不同的电容器。考虑工作环境工作环境对电容器的寿命有很大影响，选择电容器时要遵循下列参数：p环境温度(ºC)p需要考虑过电流、相关的电压扰动，包括最大的持续过电压值p每年最多的切换运行次数p要求的平均寿命考虑谐波根据不同的强度推荐不同的方案：p标准型电容器：纯电容方案，适用于轻、中度谐波污染环境p调谐型电容器：与调谐电抗器配合使用，适用于重度谐波污染环境(大量非线性负载)。电抗器是必要的，以限制谐波电流循环，同时避免共振p调谐滤波器：当网络中主要都是非线性负载时，要求抑制谐波。基于现场网络测量和计算机仿真，需要特殊设计确定补偿的方法10电抗器必须配合电容器组，对产生谐波的大量非线性负载系统进行功率因数校正。电容器和电抗器配置在串联谐振电路中进行调谐，使串联谐振频率低于系统中最低的谐波频率。因此，这种配置通常称为“调谐电容器组”，而电抗器被称为“调谐电抗器”。调谐电抗器是为了防止谐波共振问题而使用的，它可以避免电容器超载的风险，并有助于降低网络的电压谐波失真。调谐频率可以由电抗器的电抗率来表示（以％计），或者由调谐次数表示，再或者直接由频率（Hz）表示。最常见的电抗率值是5.7，7和14％。（14％用于三次谐波电压的高频）。该电抗电容器的调谐频率的选择取决于多种因素：p零序谐波的存在(3,9,-)p需要降低谐波失真水平p电容和电抗器的部件的优化p任何脉动控制系统的频率为了防止遥控装置的干扰，调谐频率要选择比脉动控制频率低的值。在调谐滤波器中的应用，电容两端的电压要高于标称系统电压，而电容器的设计必须承受更高的电压。根据所选的调谐频率，部分谐波电流被调谐电容器组吸收，而电容器的设计必须承受基本电流加谐波电流的更高电流。有效无功电能在调谐电容器方案的相关章节中，列表中给出的是最终输出的无功容量，由电容器和电抗器联合提供。电容器额定电压电容器经过特殊设计可以在调谐组配置中运行，一些参数被提高到标准配置，如：额定电压、过压和过流能力等。带调谐电抗器的无功补偿方案电抗率(%)调谐次数调谐频率50Hz5.74.221073.8190142.713511额定电压和额定电流电容器必须根据它所在网络的电压来选择。电容器的额定电压(UN)即该网络的供电电压。由于供电电压和实际电源电压可能存在明显的差异，故所设计的电容器要能够在“实际电源电压＝1.