几种智能电容器.docx

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几种智能电容器

智能式低压电力电容器

智能式低压电力电容器概述

　　YD-8C系列智能式低压电力电容器是0.4KV低压电网高效节能﹑降低线损﹑提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。

它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台（△型）或一台（Y型）低压电力电容器构成。

替代常规由智能控制器﹑熔丝﹑复合开关或机械式接触器﹑热继电器﹑低压电力电容器﹑指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置.改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式,从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便，使用寿命更长，可靠性更高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。

　　一、温度保护（解决了电容器涨肚问题）

　　由于环境温度过高、母线电压偏高、谐波、漏电流等因素，导致电容器体内温度升高，如果不采取措施，导致电容器涨肚，最终爆炸。

企业用户每年都要更换部分电容器，电容器涨肚问题一直没有得到有效解决。

电力系统的室外杆上无功补偿箱经过一个夏天的高温就会有部分出现问题。

　　解决方案：

在电容器内埋入温度传感器，利用CPU采集电容器体内温度，在软件中设定过温保护定值，高于定值（60度）自动切除电容器，退出运行，确保设备不受损害。

温度低于定值（50度）自动投入。

　　二、过零投切技术（解决了投切涌流问题）

　　目前无功补偿方式是采用交流接触器投切，投电容器的时候容易产生涌流，对电容器、对电网都有冲击；切电容器的时候，交流接触器断弧，导致如下结果：

　　1、电容器频繁受到冲击，容量衰减，寿命降低；

　　2、熔断器容易击穿；

　　3、交流接触器容易损坏。

　　因为涌流大，熔断器容易被击穿，部分开关厂改用微型断路器。

虽然方便了，但是存在隐患：

微型断路器的开断能力只有4000A～6000A，如果发生相间短路，触点就会粘联，不能断开控制回路，失去保护作用，严重的时候能够导致越级跳闸，扩大故障面。

　　解决方案：

采用微电子技术，CPU对电压、电流的正弦波进行交流采样，根据功率因数的变化，当需要增加无功的时候，在电压过零点投入电容器；当需要减少无功的时候，在电流过零点切除电容器。

“过零投切”技术减少了浪涌电流，以上问题也不存在了。

　　三、RS-485智能网络通讯（解决了常规功率因数控制器易损坏的问题）

　　目前市场上的功率因数控制器品种繁多，价格差距很大，从200元到3000元不等，质量也差距很大。

控制器出现问题，整个系统瘫痪。

在电力系统中，因为控制器损坏而导致整个系统退出运行的案例很多。

　　解决方案：

取消功率因数控制器这个环节，采用智能网络技术，构建485通讯网络，多台电容器并联使用，自动生成一个网络，其中地址码最小的一个为主机，其余则为从机，构成低压无功自动控制系统。

个别从机故障自动退出，不影响其余工作；主机故障自动退出，在其余从机中产生一个新的主机，组成一个新的系统。

　　四、多种规格电容器搭配混合补偿（可以做到粗补和细补兼顾）

　　常规的无功补偿系统普遍采用一种规格等容量的电容器，单只电容器容量可能过大，补偿精度欠佳。

　　解决方案：

利用微电子智能网路技术，可以搭配多种不同容量的电容器，CPU记录每只电容器的网络地址、容量大小，容量相同的电容器按循环投切原则，容量不同的电容器按适补原则投切，补偿效果好。

　　五、混合补偿（解决了三相不平衡状态下的无功补偿问题）

　　民用生活、机关单位办公用电往往三相不平衡，中性线上电流偏大，三相功率因数不等，无法正确补偿。

如果按照某一相功率因数为标准进行三相补偿，其他两相很有可能出现过补/欠补现象。

　　解决方案：

采用混合补偿方案，三相补偿＋单相补偿结合。

　　另外，YD－8C系列电容器还有如下优点：

　　一、积木结构

　　产品标准化、模块化，取代了常规的功率因数控制器、熔断器、交流接触器、可控硅、热继电器、电容器，采用专利技术，将其合为一个整体，组屏安装的时候采用积木堆积方式。

　　二、接线简单

　　常规模式，从控制器、熔断器、接触器、可控硅、热继电器、电容器，每路电容器需要约30根线。

一个柜内10路电容器，需要约300根线。

如果采用南通的产品，每两路电容器只需要3根线，10路电容器只需要15根线。

生产工时比常规模式减少80％以上，减少80％的节点，减少90％连接线，降低器件能耗、导线能耗、接点能耗，柜内温升小。

　　柜内简洁，可以分体运输，在使用现场快速组装。

　　三、扩容方便：

　　产品体积小、接线简单，随着用户电力负荷的增加，可以随时增加电容器的数量，改变了常规模式因接线复杂、一成不变的局限性，适应企业发展的需要，可以分期投资。

　　还可以方便地进行容量配置调整，实现无功补偿优化：

容量富余，拆卸几组；容量不足，随时补充几组。

　　四、维护方便：

　　智能式电容器CPU具备自诊断功能，实时监测每一个元器件是否处于安全运行状态，如果异常，指示灯亮，并且在数码显示屏上报故障类型，有利于现场故障查找。

智能电容器

　　智能电容器集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。

改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械式接触器或机电一体化开关作为投切电容器的投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便，使用寿命更长，可靠性更高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。

　　应用领域

　　智能无功补偿电容器为改善供电功率因数、提高电网效率提供解决方案。

　　主要应用领域有：

　　■工厂配电系统

　　■居民小区配电系统

　　■市政商业建筑

　　■交通隧道配电系统

　　■箱变、成套柜、户外配电箱

　　性能特点

　　模块化结构

　　智能电容器为模块化结构，体积小、现场接线简单、维护方便。

只需要增加模块数量即可实现无功补偿系统的扩容。

　　高品质电容器

　　采用自愈式低压补偿电容器，电容器内置温度传感器，反映电容器内部发热程度，实现过温保护。

　　嵌入投切开关模块

　　智能电容器内置投切开关模块。

投切开关模块由晶闸管、磁保持继电器、过零触发导通电路和晶闸管保护电路构成，实现电容器“零投切”，保障投切过程无涌流冲击，无操作过电压。

开关模块动作响应速度快，可频繁操作。

　　完善的保护设计

　　智能电容器具有停电保护、短路保护、电压缺相保护、电容器过温保护等功能，有效保障电容器安全，延长设备寿命。

　　控制技术先进

　　控制物理量为无功功率，采用无功潮流预测和延时多点采样技术，确保投切无振荡。

重载时，无功得到充分补偿。

　　防投切振荡技术

　　采用独特的设计原理，防止控制器死机而产生的不补偿或过补偿现象，防止电容器投切振荡。

　　自动补偿无功功率

　　智能电容器根据负荷无功功率的大小自动投切，动态补偿无功功率，改善电能质量。

智能电容器可单台使用、也可多台联机使用。

　　人机界面友好

　　显示电流、电压、无功功率等设备运行参数。

　　显示投切状态、复合开关模块故障状态、通讯状态。

　　并可方便实现调试/工作状态切换、手动/自动操作功能。

　　智能电容器的构成

　　智能电容器为模块化设计，组成模块有：

　　高品质电容器

　　智能测控模块

　　投切开关模块

　　线路保护模块

　　人机界面模块

　　智能电容器可单台使用，也可多台联机使用。

替代由智能控制器、熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等由导线连接而组成的常规自动无功补偿装置。

　　智能电容器集成智能控制模块、快速投切开关和电容器保护，设计结构精巧，可以灵活配置以满足用户对无功补偿的需求。

智能电容器构成的无功补偿系统与常规电容器产品构成的无功补偿系统比较见下表1。

常规电容器构成无功补偿系统

智能电容器构成无功补偿系统

无功补偿装置

常规电容器、熔断器、复合开关或机械式接触器、热继电器、智能控制器

智能电容器（1台独立使用或多台联机使用）

控制方式

自动控制或手动控制

自动控制或手动控制，实现过零投切（自动控制无需配置控制器）

参数测量

测量电压、电流、无功功率、功率因数

测量电压、电流、无功功率、功率因数、各台电容器三相电流、电容器体内温度

状态监视

电容器投切状态、过欠补状态、过欠压状态

电容器投切状态、过欠补状态、过欠压状态、保护动作类型、自诊断故障类型

保护类型

电流速切、过流保护、过压保护、欠压保护

电流速切、过流保护、过压保护、欠压保护、电容器过温保护、断相保护、三相不平衡保护

人机对话

数码管与按键

显示界面与按键、信息内容丰富

安装使用

元件总类多，数量多，结构复杂

产品结构简洁，安装接线简单方便

系统组成及扩展

产品整体性设计、一次性投资。

产品成形后的补偿容量调整困难。

产品为模块化设计，补偿容量扩展方便，可实现分期投资。

外形及重量

体积庞大、重量非常大

结构精巧、重量轻。

　　可以直接安装在配电柜内。

可靠性分析

元件总类多、数量多。

控制器故障将导致整个补偿系统失效。

智能电容器自动构成系统工作，单台智能电容器故障则自动退出系统，不影响其他智能电容器工作。

系统可靠性高。

　亿德科技推出的智能无功补偿智能电容器是0.4kV低压配电网降低线损、提高功率因数、改善电能质量和节能降耗的智能型无功补偿设备。

　　基于亿德科技提供的智能无功补偿控制器设计的无功补偿方案，可参考下述原则。

非线性负荷比率

无功补偿设计方案

三相平衡静态负荷

三相不平衡静态负荷

三相平衡频繁变化负荷

三相不平衡频繁变化负荷

负荷中非线性设备≤15%变压器容量（主要为线性负荷）

三相共补，复合开关过零投切，

　　智能电容器：

YD-8CS

分相补偿或混合补偿，

　　复合开关过零投切；

　　电容器：

YDK-8CSD或YDK-8CFD

三相共补，可控硅开关动态切换

　　电容器：

YD-8CS

分相补偿或混合补偿，

　　可控硅开关动态切换；

　　电容器：

YDK-8CSD或YDK-8CFD

15%＜负荷中非线性设备比率≤50%变压器容量（存在一定量的谐波）

三相共补

　　复合开关过零投切

　　电容回路中串联6%或12%；滤波电抗

　　电容器：

YDK-8CSX

分相补偿或混合补偿

　　复合开关过零投切

　　电容回路中串联6%或12%非调谐滤波电抗

　　电容器：

YDK-8CSX或YDK-8CFX

三相共补

　　可控硅开关动态切换

　　电容回路中串联6%或12%非调谐滤波电抗

　　电容器：

YDK-8CSX

分相补偿或混合补偿

　　可控硅开关动态切换

　　电容回路中串联6%或12%非调谐滤波电抗

　　电容器：

YDK-8CSX或YDK-8CFX

谐波治理目标

破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、5、7次及以上谐波

破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、5、7次及以上谐波

破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、5、7次及以上谐波

破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、5、7次及以上谐波

负荷中非线性设备比率＞50%变压器容量（存在大量谐波）

三相共补

　　复合开关过零投切

　　由电容或电抗组成的调谐滤波回路

　　电容器：

YDK-8CSX

分相补偿或混合补偿

　　复合开关过零投切

　　由电容或电抗组成的调谐滤波回路

　　电容器：

YDK-8CSX或YDK-8CFX

三相共补

　　可控硅开关动态切换

　　由电容或电抗组成的调谐滤波回路

　　电容器：

YDK-8CSX

分相补偿或混合补偿

　　可控硅开关动态切换

　　由电容或电抗组成的调谐滤波回路

　　电容器：

YDK-8CSX或YDK-8CFX