关于电容器柜通风散热及导体的设计
根据施耐德公司的样本《无功功率补偿》用户手册,“电容器,接触器,熔断器和电气接线的耗散热量为:2.5W/kVar”
根据施耐德公司的样本《无功功率补偿》用户手册,“电容器,失谐电抗器,接触器,熔断器和电气接线的耗散热量为:8W/kVar”
通风准则
柜内风向为自下至上式
顶部开口至少为底部开口的1.1倍
真正的空气流量必须大于或等于两倍的柜体功率.如200kVar的安装功率,真正的空气流量为400m2/h
推荐为柜体顶部安装抽风式风扇.
如果柜体的防护等级为≤IP3X
补偿容量≤100kVar,自然通风,顶部开口≥200cm2
补偿容量100~200kVar,自然通风,顶部开口≥400cm2
补偿容量≥200kVar,强迫风冷,最小流量(m3/h)≥0.75倍补偿容量
如果柜体的防护等级为>IP3X
任何补偿容量,强迫风冷,最小流量(m3/h)≥0.75倍补偿容量
主要产生谐波的装置:
变频器
整流器
电子启动器
焊接设备
UPS
电弧炉,等
无功补偿类型的选择
Sn:变压器视在功率
Gh:产生谐波设备的视在功率(变频器,静态开关,电子设备等)
对Gh/Sn<15%按常规补偿;
对Gh/Sn=15~25%按加强性补偿(导线的载流量余量更大一些);
对60%>Gh/Sn>25%;则选用带失谐电抗器的电容补偿柜;
大于60%时,推荐使用谐波滤波器。
按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.2.6.1条“主电路母线和导线的允许载流量应不小于可能通过该电路最大工作电流的1.5倍”
而按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.1.5条“……由于实际电容可能达1.1CN”,第5.1.4条“使用电压范围使用电压范围为:0.85~1.1UN。。。。。。”。及第5.1.10条“当电网电压大于1.05UN时,控制器不投入电容器组指令,装置…当电网电压达到1.1UN时,装置应能在1min内逐组切除电容器”----即该电路的最大工作电流=1.11.1In(In=Q/√3.U)。
故:对补偿柜,母排和电缆截面积按1.5倍选择1.11.3In(In=Q/√3.U)=1.43In
[之所以母排要放大1.5倍,主要是“考虑谐波和高至1.1倍电容器额定电压的共同作用”(见GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.8.1条的条文说明]
注:部标JB比设计规范GB要求要高一些,最大的区别在于部标JB为“最大工作电流的1.5倍”,而设计规范GB第5.8.1条为“单台电容器至母线或熔断器的连接线应采用软导线,其长期允许电流应不小于单台电容器额定电流的1.5倍”。
按JB7113-93《低压并联电容器装置》第5.2.5.4条“刀开关和交流接触器的额定电流应不小于其负载的额定电流的1.5倍”。
注:按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第6.1.5条之条文说明“我国标准规定,电容器允许在1.1倍额定电压下长期运行;在1.15倍额定电压下运行30min;在1.2倍额定电压下运行5min;在1.3倍额定电压下运行1min”。
按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第3.0.2条之规定“一般情况下,电容器容量可按主变压器的容量的10%~30%确定”。
按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.5.2条之规定“仅用于限制涌流时,电抗率宜取0.1%~1%”。
按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.5.3条之规定“用于抑制谐波,当并联电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上时,宜取4.5%~6%;当并联电容器装置接入处的背景谐波为3次及以上时,宜取12%;亦可采用4.5%~6%与12%两种电抗率”。
按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.4.3条之规定“熔断路的熔丝额定电流选择,不应小于电容器额定电流的1.43倍,并不宜大于额定电流的1.55倍”(保护范围偏窄)。
注:按IEC保护导则建议为1.35~1.65倍电容器额定电流。(见GB50227-95《并联电容器装置设计规范》第5.4.3条之条文说明.)
风机及其选择
(按天津电气传动设计研究所《电气传动自动化技术手册》第11章第5.5节“风道及风机选择”)
风机所需的风量可根据热平衡方程式求得:
Q=3600P/(cγ△T)(单位:m3/h)
式中P---风道总发热功率
c---空气比热容(J/kg.K),c=1026J/kg.K
γ---空气密度(kg/m3)γ=1.05kg/m3
△T---风道进出口风温差(K),一般取△T=5K(但施耐德的样本取值为10~15)
风压奕为m层器件的总流阻,即
H=m.△P
式中△P---散热器流阻(Pa)
m---风道层数。
根据计算风量和风压值,分别附加50~100%来选择风机规格。
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