HY系列智能无功补偿电容器

◆产品介绍

    HY智能无功补偿电容是希格斯（北京）科技发展有限公司开发研制拥有自主知识产权的新一代无功补偿装置，通过了国家电力电容器研究所电力电容器试验室测试。该产品是0.4KV低压配电网高效节能、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，低压电力电容器构成。产品为上下分体式模块化结构，上面由智能测控、开关、保护等单元组成，下面由两台（△型）或一台（Y型）低压电力电容器构成。上下部分可快速组装和拆卸，维修、维护极为方便。产品分为共补、分补两种，既可单台使用，也可多台组网构成补偿系统使用，可方便地实现就地、分散、集中自动补偿功能，还能满足三相不平衡场合的混合补偿要求。

    产品采用了过零投切、现代测控、网络通讯、自动化控制等先进技术。改变了传统无功补偿装置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朴偿效果更好、体积更小、功耗更低、成本更低、使用更灵活、维护更方便、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。

    该产品还适合各类开关柜生产企业的产品配套，从而为非专业厂家生产出高品质的无功功率补偿装置提供了有效的保证。

◆工作原理

    HY低压智能无功补偿电容主要由智能组件、开关电器、传感器和二台低压电力电容器等组成。

n零投切原理

    零投切功能由核心器件可控硅和磁保持继电器组合实现，可控硅可以控制其在电压过零点时闭合、控制其在电流过零点时断开，实现“零投切”功能，使投切低压电力电容器时产生的涌流很小，退运低压电力电容器时不发生燃弧情况，延长了低压电力电容器和开关电器本身的使用寿命，也减小了投切低压电力电容器对电网的冲击，改善了电网的电能质量。磁保持继电器在可控硅投切稳定后动作，降低系统功耗。

n电压保护原理

    通过检测电源电压和控制开关的断开，实现低压电力电容器的过电压、欠电压、失电压和三相不平衡电压的保护。

n电流保护原理

    通过微型电流互感器，检测低压电力电容器的各相电流和控制开关的断开，可以实现低压电力电容器的各相过电流保护，根据需要可以设置电流保护，替代常规产品中使用的熔断器和热继电器，不仅具有更好的保护性能，而且没有常规产品中熔断器和热继器所造成的很大功率损耗。

n电容器体内温度保护原理

    通过低压电力电容器内部的微型温度传感器（热敏电阻RT），测得低压电力电容器的内部工作温度，根据该温度测量值可以设置低压电力电容器体内温度分级保护，或者温度反时限保护。低压电力电容器体内温度保护是极其重要保护之一，工作电源电压过高、过谐波及环境过温度均会引起低压电力电容器体内温度升高，超过其限值将会严重影响低压电力电容器的使用寿命。设置低压电力电容器体内温度保护，可以在其体内温度超值时推出运行，有其它低压电力电容器替换运行，从而延长低压电力电容器的使用寿命。

  产品相互之间联机以及与控制器之间联机由智能组件的通信功能实现，采用RS485有线通信方式。

◆型号说明

◆控制方式

n控制方式分三相和分相两种。三相控制方式中的低压电力电容器为“△”型，投运时与其相连通，退运时三相三线电源同时与其断开：分相控制方式中的低压电力电容器为三相四线的“Y”型，其中有三组单相低压电力电容器，各组低压电力电容器可以单独或同时投运或退运。

n联机

    在实际使用中，由于单台智能式低压电力电容器容量有限，或者分级有限，需要数台或者数十台结合起来，在不能实现某些特定功能时还需要和控制器相结合，相互联机构成一个整体或一个系统协调工作。联机方式可采用有线的RS-485总线式通信。

n额定电压

    额定电压是设计智能式低压电力电容器时规定的交流电压方均根植，其略高于智能式低压电力电容器工作电源的电网电压等级值，以保证电网电压在正常波动范围内能够可靠工作。0.4KV电压等级的电网，三相控制式取450V，分相控制式取250V。额定电压高虽然能延长电力电容器的使用寿命但不能过高，过高的额定电压将使低压电力电容器在正常工作电压时所产生的无功容量过小。

n抗谐波能力

    无抗谐波能力的智能低压电容器，可以工作在谐波指标符合国家标准的电网，对于电网中出现的暂时谐波超标，由于会引起低压电力电容器的工作电流增大和体内温度升高，产品启动过电流保护和过温度保护，使低压电力电容器退出运行而受到保护。有抗谐波能力的智能式电力电容器中，低压电力电容器经特殊设计和制造，能够允许电网的谐波超标，但不能工作于有中频炉等用电设备谐波特别严重的场合。

n额定容量

    额定容量是以智能式低压电力电容器在其额定电压下计算的电容器无功容量( Kvar)，实际工作电压越高，产生的无功量越大，反之则越小，电容量(uf)则不随电压变化而变化。

    三相控制方式的最大额定容量为( 20+20) Kvar，二台电容器的容量可不同，如(20+10) Kvar．二台电容器可不同时投运、退运。

    分相控制方式的最大额定容量为( 20)Kvaro每台电容器由三个单相电容器组构成。如额定电容量为20Kvar，则有三个容量为6.67( 20/3) Kvar容量的单相电容器组。三个单相电容器组可以不同时投运、退运。

◆主要技术指标

n环境条件

1)环境温度：-25~45℃（-45~550℃）：

2)相对湿度：400℃，20~90%

3)海拔高度：≤2000m。

n电源条件

1)工作电压：电源额定电压±20%：

2)电压波形：正弦波，总畸变率不大于5%

3)工频频率48.5~51.5HZ;

4)功率消耗< 0.5W（切除电容器时），<5W（投运二台电容器时）。

n电气安全

    电气间隙与爬电距离、绝缘强度、安全防护、短路强度、采样与控制电路防护均符合中华人民共和国电力行业标准GB/1-22582-2008<电力电容器低压功率因数补偿装置>中对应条款要求。

n测量误差

1)电压：≤0.5Y0（在80~120%电源额定电压范围内）；

2)电流：≤1%（在5%一20%额定电流范围内），

              ≤0.5%（在20% ~120%额定电流范围内）；

3)功率：≤1%;

4)温度：±l℃

n保护误差

1)电压：≤0.5%；

2)电流：≤1.0%；

3)温度：±1℃；

4)时间：±0.01s。

n零投切开关参数

1)零投切偏移度：≤2.50；

2)零投切涌流：≤2.5倍额定电流；

3)耐电压冲击：≥AC2500V( DC4000V)。

n无功控制参数

1)无功控制误差：≤最小电容器容量的75%;

2)电容器投切时隔：>lOs；

3)无功容量：单台≤(20+20) Kvar（三相）、≤20Kvar（分相）；

4)有控制器：联机≤32台（三相）+23台(分相）。

n可靠性参数

1)控制准确率：100%；

2)投切允许次数：1 00万次；

3)电容器容量运行时间衰减率：≤1%／年；

4)电容器容量投切衰减率：≤0.1%1万次；

5)年故障率：≤0.1%。

n机械参数（注：仅供参考，具体尺寸参照产品说明书。）

外形尺寸：340*75* 310（长*宽*高）    安装尺寸：315x85

 

◆HY -lC智能无功补偿电容与现有无功补偿装置的比较

●结构简洁    ●体积缩小    ●电耗减少    ●性能提高

●生产简易    ●资源节省    ●温升下降    ●组合灵活

●维护简便    ●成本降低    ●寿命延长    ●应用拓阔

 

◆接线电气原理图比较

◆具体性能比较

 

 

序	内容	常规产品	本产品
1	结构	组装的成套装置体积庞大、笨重	产品为模块化结构，体积小
		内部接线复杂，功耗大	内部接线简单，功耗小
		安装接线耗时费力，维护不便	安装方便，维护方便
		标准化生产和远距离运输极不方便	标准化生产和远距离运输方便
		单台柜体装置容量小，成本高	单台柜体装置容量大，成本低
		只适合于室内集中补偿，不利于扩容改造	适合就地、分散、集中补偿，便于扩容改造
2	投切开关技术	产生高倍涌流，过电压，造成开关触点损坏	实现真正过零投切，无涌流，无操作过电压
		补偿速度慢，不可频繁投切，功耗、噪音大，不可分相补偿控制	动作响应速度快，可频繁操作，功耗低、体积小，能方便实现分相补偿控制
3	控制器技术	控制物理量为功率因数型，投切过程中易产生投切震荡	控制物理量为无功功率型，采用无功潮流预测和延时多点采样技术，确保投切无震荡
		控制器易死机，造成不补偿或过补偿	控制器采用超强抗干扰单片机和双看门狗设计，系统自检，不易死机，不会不补偿或过补偿
		保护功能不完整	设有过压、欠压、过流、缺相、开关故障、三相不平衡、环境温度超值等保护
		无共分补混合控制，无通信接口功能	具有共分补混合控制，通信接口，可以联网运行
4	可靠性	控制器一旦出觋故障则整机失效	智能电容可自成系统工作，个别电容出现故障后自动退出，不影响整个系统工作
		整体元器件种类多、数量多、可靠性差	整个系统元器件少，可靠性高

n成本控制比较

    由HY低压智能无功补偿电容积木式组成的低压无功补偿控制设备与由图中左边部分电气元器件组成的低压无功控制设备相比，可以：

1)体积缩小50%以上：

2)器件减少80%以上：

3)接线减少80%以上：

4)资源（铜材、银材、工程塑料）节省50%以上：

5)电损（导电电损、接点电损、器件电损）降低50%以上：

6)工程量减少50%以上；

n控制功能

1)开关触点上电压过零投运低压电力电容器，开关触点中电流过零退运低压电力电容器；

2)手动控制：手动控制投运或退运低压电力电容器；

3)通信控制：外接控制器，根据控制器的通信命令投运或退运低压电力电容器；

4)自动控制：根据测得的电压、无功补偿功率因数和这些物理量的设定值自动投运或退运低压电力电容器；

5)多台联机自动控制：多台使用时自动产生一个主机，其余则为从机，构成低压无功自动控制系统工作；个别从机故障自动退出，不影响其余工作；主机故障自动退出后在其余从机中自动产生一个新的主机，组成一个新的系统工作；容量相同的电容器按循环投切原则，容量不同的电容器按容量适补原则投切。

n测量、显示功能

1)配电电压、配电功率因数，配电电流互感器变比测量、显示；

2)各合低压电力电容器各相电流测量、显示；

3)各台低压电力电容器体内温度测量、显示；

4)配电电流互感器相位自动校正和变比自动测量、显示；

n保护功能

1)配电过电压、欠电压、三相不平衡电压分段、反时限保护；

2)电流速切总保护；

3)电源引入端过温度保护；

4)各台低压电力电容器各相过电流分段、反时限保护；

5)各台低压电力电容器体内过温度分段、反时限保护；

n信号功能

1)各台电容器投运、退运、故障状态信号；

2)保护动作类型信号；

3)自诊断故障信号；

◆方形电容产品接线端子的定义及排列示意图

◆安装方式

n电气接线

接地线端子在产品后部（有标志），接地线应采用截面积不小于2.5mm²的单股铜导线，接地连接线十分可靠，并应与外部接地端相连。

n电源端接线

    电源端接线有电源线和电流互感器( CT)二次侧接线两种。电源端接线应防止两种错误，一是将无功控制设备与电流互感器(CT)在线路上的位置搞错，见下图。

 

错误造成低压电力电容器投退，不会引起无功测量值和功率因数测量值的变化，达不到控制效果：

    二是将UA、UB、UC三相的相序搞错，这可能是电源线接入相序搞错或者电流互感器安装相序搞错，相序错误造成无功控制设备不能正确投退低压电力电容器。在只有三相控制产品时，只接B相电流互感器：而如有分相控制产品时，则必须接A、B、C三相电流互感器。

电源线应根据产品的总容量选择截面积合适的多芯铜导线，总容量为30Kvar及以上的三相式产品和20Kvar的分相式产品应采用标准l6mm2截面积的多芯铜导线，其余容量的产品根据载流量应采用标准10mm²截面积的多芯铜导线。

接电源线时必须上紧螺丝，用劲拉电源线，证明十分牢固方可，否则造成该处过度发热，损坏产品。