ZFFJ系列智能型低压电力电容器 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 使用说明书 一、概述 一、概述 一一、、概概述述 ZFFJ系列智能型低压电力电容器，它是集无功控制、过零投切、补偿、通信、多重故 障保护为一体新颖无功补偿装置，简称：智能电容器。 智能电容器的控制用一单片机采样交流电压、电流，经运算比较控制无功自动补偿，配 过零投切装置减少对电容器冲击，提高电容器寿命，减轻浪涌电流对电网冲击；电容器采用 聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长。 由于采用通信实现了多机控制，大大提高了系统控制的可靠性。 智能电容器具有过压、欠压、过流、缺相、过温、压力及永久性故障自动跳闸等多重保 护功能；由于将控制、投切、补偿集为一体，其体积大大减小，在同一电容器柜内可装更多 容量智能电容器，并且缩短安装工时，便于扩容；可适用于集中、就地、柱上线路的无功自 动补偿。 1 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 二、功能特点 二、功能特点 二二、、功功能能特特点点 1. 操作简便： 1. 操作简便： 11.. 操操作作简简便便：：设计成“傻瓜式人机界面”，只要外部接线无错，选择好从机的地址，通电后 就可运行，不需要任何设置。 2. 多台串联简单： 2. 多台串联简单： 22.. 多多台台串串联联简简单单：：不管从机退出或挂接均不影响主机运行，只要从机挂接，马上会被主机 联机进入补偿列内，无需任何条件。这样，使得智能电容器多级联接大大简单化。 智能电容器除上述功能特点外，更集本公司独有的复合开关、控制器及电容器等专利 智能电容器除上述功能特点外，更集本公司独有的复合开关、控制器及电容器等专利 智智能能电电容容器器除除上上述述功功能能特特点点外外，，更更集集本本公公司司独独有有的的复复合合开开关关、、控控制制器器及及电电容容器器等等专专利利 技术和成熟的生产工艺，使其拥有如下独特而强大的功能优势，真正实现智能化。 技术和成熟的生产工艺，使其拥有如下独特而强大的功能优势，真正实现智能化。 技技术术和和成成熟熟的的生生产产工工艺艺，，使使其其拥拥有有如如下下独独特特而而强强大大的的功功能能优优势势，，真真正正实实现现智智能能化化。。 3. 抗干扰能力强： 3. 抗干扰能力强： 33.. 抗抗干干扰扰能能力力强强：：采用弱电与强电分离进线，防止一次线对二次信号线的干扰，极大地提 高了整机抗干扰能力。 4. 防止倒送无功危害： 4. 防止倒送无功危害： 44.. 防防止止倒倒送送无无功功危危害害：：采用永久性故障跳闸保护装置，一旦智能电容器如发生不可修复故 障将自动跳闸,自动退出电网，防止因故障对电网的倒送无功危害，保证无功补偿系统的正 常运行。 5. 投切涌流小： 5. 投切涌流小： 55.. 投投切切涌涌流流小小：：采用先进的过零投切技术，使投入涌流限制在2Ie 倍以内，大大减少对电网 的冲击。 6. 具有自检功能： 6. 具有自检功能： 66.. 具具有有自自检检功功能能：：可以模拟自动运行投切，电容柜生产厂通过自检功能即可做出厂试验， 而无需专用设备。 7. 电容器散热好： 7. 电容器散热好： 77.. 电电容容器器散散热热好好：：控制部份与电容器之间留有一定间隙，不因加装控制部份而影响电容器 的顶部散热。 8. 保护功能齐全： 8. 保护功能齐全： 88.. 保保护护功功能能齐齐全全：：除了有永久性故障跳闸保护装置外，还有过压、欠压、过流、缺相、过 温保护及电容器内带防爆压力保护装置。 9. 电容器寿命长： 9. 电容器寿命长： 99.. 电电容容器器寿寿命命长长：：采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低， 耐冲击能力强，寿命长。 10. 维护方便： 10. 维护方便： 1100.. 维维护护方方便便：：控制部份与电容器分体组成，使得维护方便，如电容器失效，用户也可自已 更换。 2 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 三、型号说明 三、型号说明 三三、、型型号号说说明明 1. 三相 1. 三相 11.. 三三相相 Z FFJ –0.45- (□ + □) 表示第二台电容器容量（kvar） 表示第一台电容器容量（kvar） 额定工作电压（kV） 电容器材料：金属化膜 复合过零投切型 综合无功控制型 智能型低压电力电容器 注：共补电容器容量，由两台三相电容器组成。 2. 单相 2. 单相 22.. 单单相相 Z FFJ – 0.25- 3×□ 表示每台电容器容量（kvar） 表示三组单相电容器 为额定工作电压（kV） 电容器材料：金属化膜 复合过零投切型 综合无功控制型 智能型低压电力电容器 注：分补电容器容量，由两台电容器组成一组星形接法中心线引出，三组单相电容器。 3 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 四、技术参数 四、技术参数 四四、、技技术术参参数数 1. 海拨高度： ≤ 2000m； 2. 环境温度： -25~45℃ 3. 相对湿度： ≤ 80%（当25℃时） 4. 环境要求： 无有害气体，无导电性或爆炸性尘埃，无剧烈的机械振动 5. 额定电压： 380V±20% 50Hz±5% 6. 无功补偿取样电流： ≤ 5A 7. 投入门限： 为补偿系统内最小一步容量 8. 切除门限： 大于目标功率因数COSφ 9. 过流保护： 大于额定电流1.2倍，10s后动作 10.过压保护： 大于过压设定值，5s后动作，电压回差8~10V 11.欠压保护： 低于额定电压80%动作 12.过温保护： 高于70℃±4动作，低于60℃±4恢复 13.电容器容量衰减： ≤ 1%/年 14.开关寿命： 30万次 15.额定容量： 三相共补 ≤（25+25）kvar 单相分补 ≤ 3×7kvar 16.功耗： ≤ 4W 17.安装尺寸： 34×358（mm） 18.执行标准： 4 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 五、工作原理 五、工作原理 五五、、工工作作原原理理 智能电容器由小型断路器、电流电压采样电路、CPU控制、过零投切装置、通信、两 台自愈式电力电容器等组成。 1. 小型断路器： 1. 小型断路器： 11.. 小小型型断断路路器器：：主要起电源开关和短路保护作用 2. 电流电压采样电路： 2. 电流电压采样电路： 22.. 电电流流电电压压采采样样电电路路：：用精密电压电流互感器将电网电压、用电设备的总电流、电容器的 电流变换成一定比率的值提供给CPU进行A/D转换。 3.CPU控制： 3.CPU控制：PUU控控制制：：主要作用是测量、无功补偿控制、通信及故障处理。测量电网电压、用电设 备的总电流，经运算得出用电设备的无功功率Q和功率因数COSφ，经比较分析控制过零投 切装置，投入或切除电容器，达到无功自动补偿目的。电容器为等容量时按循环投切，先投 先切，非等容量按一定比列排列容量按编码方式投切。测量和监控电容器的电压、电流、温 度，当电容器电压、电流、温度出现异常时，切除或拒投电容器，发生不可修复故障时，触 发小型断路器跳闸切断智能电容器的总电源。 4. 过零投切装置 4. 过零投切装置 44.. 过过零零投投切切装装置置 智能电容器内部配备过零投切装置，当有投入信号时，不是马上投入，而先检测电容 器端电压与电网电压差，当两者电压差值接近为零时才投入电容器，这时投入时的涌流最小， 当有切除信号，不是马上切除，而先测电容器的电流，当电容器的电流接近为零时（也就是 电容器的端电压达到峰值时），才切除电容器。利用过零投切装置达到投入时无涌流，切除 时无拉弧，防止了投切时容易出现触点粘合，操作过电压现象。不仅是提高电容器寿命，同 时减少了涌流对电网冲击和污染。 5. 通信 5. 通信 55.. 通通信信 智能电容器不仅能单立进行无功自动补偿，而且可以通过二根导线 路，最大容量为668kvar）。 智能电容器多级联接时会自动生成一台主机，其余为从机，所有的无功补偿有主机发出控制 指令，从机只作为过零投切执行、自身故障保护和备用主机。一旦主机出现故障，从机接收 5 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 不到主机控制指令，则所有的从机马上启动竟争主机程序，如某台从机优先竟争到主机控制 权，则该从机便晋升为主机。同样，晋升为主机的从机出故障，便马上从从机中另外产生新 主机。一个多台串接智能电容器补偿系统，它的从机均可为备用主机，这样补偿控制系统可 靠性大大高于传统补偿控制方案。 6. 自愈式电力电容器 电力电容器采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲 击能力强，寿命长，内带压力保护装置。智能电容器当为三相共补：有两立三角型接法 三相电容器组成，当为单相分补：有两台电容器并接成星型中线引出的A、B、C组单相电 容器。 7.保护功能 智能电容器不仅有无功控制、补偿、过零投切、通信功能，而关键在于它有自身齐全的 保护功能。一般电力电容器，不管电网电压有多高，环境温度有多恶劣，高次谐波有多严重， 电容器还要投入运行。因此，电容器的损坏80%并非是电容器的质量问题，而是外部工作 条件所至，即使在外部增加了过压过流保护，也是处于被动保护。智能电容器它将过压、欠 压、过流、缺相、过温、压力及永久性故障自动跳闸等保护功能集为一体，在任何工作条件 下，一直处于主动保护状态，这样可大大降低了电容器损坏率。 过压欠压保护 过压欠压保护 1) 过过压压欠欠压压保保护护 监测电网电压，当电压大于过压设定值或电压低于欠压值时，则快速切除或拒投电容器。 电容器在超过额定电压110%长期运行时，会使电容器内部介质加速老化，缩短电容器寿命。 因此，超过过压设定时必须快速切除。电压如低于额定电压的80%，则容易出投切不可靠 或误动作，所以电容器要退出运行或拒投。 过流保护 过流保护 2) 过过流流保保护护 电容器一但投入运行后，一直监测电容器的电流，当电流大于额定电流的1.2倍时，则 快速切除电容器。电容器的电流过大由二种原因引起的：a. 有高次谐波；b. 内部元件局部 6 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 击穿损耗增加。有高次谐波时，其频率为工频的奇数倍，如7次谐波其频率为350Hz，由公 式I=2πfCU，可知，电容器的电流与频率成正比，当7次谐波占的比例越大，其电流也就越 大，高次谐波对电容器危害性很大，如不加以监测保护，容易使电容器损坏。内部元件局部 击穿损耗增加会使电流增加，如不加以预防性的保护，容易使故障扩大。 3) 缺相保护 当电网电压缺相，如投入电容器，势必造成三相电流严重不平衡，所以不投或切除。 过温保护 过温保护 4) 过过温温保保护护 监控电容器的温度，当电容器表面温度超过规定值时，切除电容器，当温度降落低于规 定值时，解除过温封锁。电容器损坏之前，最先是温度的升高。电压过高、有谐波、电容器 自身损耗增加、内部元件局部击穿，都会引起电容器的温度升高。如为电流谐波引起的温度 上升，切除后可保护电容器的损坏，如为电容器自身损耗增加，内部元件局部击穿引起的温 度上升，切除后可防止故障扩大。 5. 压力保护 5. 压力保护 55.. 压压力力保保护护 压力保护主要防止电容器在运行时发生爆炸。电容器内部发生大面击穿时会产生很大热 量气体，使电容器内压力瞬时增高，当瞬时压力远远超过容器承受压力时会产生爆炸。由于 过流和温度保护处理响应速度滞后，因此,在电容器内装设压力防爆装置，电容器内有两条 相电压经过防爆装置的保险片再接到元件上，当发生大面积击穿时, 容器内压力瞬时增大， 电容器外型产生变型(通称：鼓肚)，此时防爆装置的保险片迅速被拉断，切断了电源，阻止 了气体能量增加，防止了电容器发生爆炸可能. 6. 永久性故障自动跳闸 6. 永久性故障自动跳闸 66.. 永永久久性性故故障障自自动动跳跳闸闸 当测到智能电容器发生不可修复故障时（如触点粘合失去投切控制、电容器击穿失效、 局部短路等），将发出跳闸信号，通过永久性故障自动跳闸装置动作将小型断路器跳闸，切 断智能电容器的总电源，使智能电容器退出电网挂接，防止故障进一步扩大及无功倒送危害。 7 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 六、智能电容器规格及安装尺寸 六、智能电容器规格及安装尺寸 六六、、智智能能电电容容器器规规格格及及安安装装尺尺寸寸 1. 型号规格 表1 额定容量 总容量 序号 规 格 额定电压 额定电流(A) 高度H(mm) (Kvar) (Kvar) 1 ZFFJ-0.45-(3+3) 3+3 6 3.8+3.8 2 ZFFJ-0.45-(4+4) 4+4 8 5.1+5.1 3 ZFFJ-0.45-(5+5) 5+5 10 6.4+6.4 105 4 ZFFJ-0.45-(6+6) 6+6 12 7.7+7.7 5 ZFFJ-0.45-(7.5+7.5) 7.5+7.5 15 9.6+9.6 6 ZFFJ-0.45-(8+8) 8+8 16 10.3+10.3 7 ZFFJ-0.45-(10+10) 10+10 20 12.8+12.8 125 三相450V 8 ZFFJ-0.45-(12+12) 12+12 24 15.4+15.4 9 ZFFJ-0.45-(14+14) 14+14 28 18.0+18.0 180 10 ZFFJ-0.45-(15+15) 15+15 30 19.2+19.2 11 ZFFJ-0.45-(16+16) 16+16 32 20.5+20.5 12 ZFFJ-0.45-(18+18) 18+18 36 20.1+20.1 210 12 ZFFJ-0.45-(20+20) 20+20 40 25.7+25.7 13 ZFFJ-0.45-(25+25) 25+25 50 30.1+30.1 245 14 ZFFJ-0.25-3×1 3×1 3 3×4 105 15 ZFFJ-0.25-3×2 3×2 6 3×8 16 ZFFJ-0.25-3×3 3×3 9 3×12 125 17 ZFFJ-0.25-3×4 单相250V 3×4 12 3×16 180 18 ZFFJ-0.25-3×5 3×5 15 3×20 210 19 ZFFJ-0.25-3×6 3×6 18 3×24 245 20 ZFFJ-0.25-3×7 3×7 21 3×28 8 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 2. 安装及外型尺寸 图1 外型尺寸 图2 安装尺寸 七、接线 七、接线．电源接线（一次进线） 电源必须按Ua 、Ub 、Uc 、Un、保护接地顺序对号接线 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 2．信号接线（二次接线均于装置前面 的操作面板下面，端子定义(见图4） 注意： 注意： 注注意意：：电容器状态指示输出X端子不得与X1、X2、X3端子短路，X、X1、X2、X3也 不 能与其它端子短路。 图4 3．取样电流接线 a. 共补：电流必须取B相，当为多台时，电流必须串联接线 全共补取样电流接线 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 b.分补：必须取Ia、Ib、Ic 三相电流，并且应对号接线，当为多台时，电流必须串联接 线 全分补取样电流接线图 c．共补+分补：共补电流取B相，分补电流取Ia Ib Ic 三相，当为多台时，电流必须 串联接线 共补+分补取样电流接线 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 3．通信接口接线接口，其通信线为两条，分别为A线、B线，多台联接时，必须按 标号相同并联连接（见图8） 图8 多台联机通信接线．输出指示灯接线为第一路输出指示灯，端子X2 为第二路输出指示灯，指示灯电压为380V, 接线为A相输出指示灯，端子X2为B相输出指示灯，端子X3为C相输出 指示灯，指示灯电压为220V，接线 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 八、初次使用要点 八、初次使用要点 八八、、初初次次使使用用要要点点 1. 面板显示（见图11）及键操作 图11 控制面板示意图 SET键： SET键： SSEETT键键：：自动、手动、设定转换 在自动状态，按SET键从自动状态转换为手动状态， 在手动状态，按SET键从手动转换为自动状态， 在手动状态，按SET键保持3s，则从手动状态转换为设定状态。 参数显示转换 参数显示转换 参参数数显显示示转转换换：在自动状态，按上升键，则转换显示参数，先显示参数代码，如功率因 □ ˉˉ 数（ ）电压（U）电流（I）第一路电容电流（ˉˉI）第二路电容电流（-I），然后交叉显 示参数值与单位，如电压：380 与 U 。 显示本机地址： 显示本机地址： 显显示示本本机机地地址址：：在自动状态，按下降键，可立即显示本机地址（LXX），约 30s后自动 恢复显示原参数值。 主机手动投切： 主机手动投切： 主主机机手手动动投投切切：：在手动状态，按上升键或下降键可投入或切除（包括被连线通信的从机） 电容。 设定值修改： 设定值修改： 设设定定值值修修改改：：在设定状态，按SET键可转换设定代码（F-0）和设定值，在显示设定代 码时,按上升键或下降键,可改变设定代码,在显示设定值时,按上升键或下降键可改变设 定值。 13 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 注：所有修改过的设定值，只有回到自动状态后才被确认。在设定状态，30s内无按键， 注：所有修改过的设定值，只有回到自动状态后才被确认。在设定状态，30s内无按键， 注注：：所所有有修修改改过过的的设设定定值值，，只只有有到到自自动动状状态态后后才才被被确确认认。。在在设设定定状状态态，，3300ss内内无无按按键键，， 则自动从设定状态转换为自动状态。 则自动从设定状态转换为自动状态。 则则自自动动从从设设定定状状态态转转换换为为自自动动状状态态。。 从机本机地址的修改： 从机本机地址的修改： 从从机机本本机机地地址址的的修修改改：：装置上电后，未联机时，一直显示本机地址（LXX），可以在自 动状态下按上升键或下降键进行修改 ，另一种方法：进入设定状态进行修改（F-3）。 2. 从机转换为主机：智能电容器上电时都处于从机状态，只有地址最小的成为主机。 3. 主机转换从机：要使主机变为从机，在设定状态下，改变一下本机地址（F-3）的值即可。 4. 自检功能： 在自动状态，按SET键保持10s以上，显示P-P代码后，放开按键，这时交替显示P-P 与＞＞＞，表示准备投入，这时自动按设定的延时逐一投入（这时投入指的是输出状态灯亮， 电容器实际无接通），当从机有被联机投入时，原显示LXX（或显示参数）则变为PXX， 这表明从机已被主机联机，当模拟投完（包括被连线通信的从机）后，则交替显示P-P与＜ ＜＜，表示准备切除，这时自动按设定的延时逐一切除，当模拟切完（包括被连线通信的从 自动状态 自动状态 机）后，则交替显示P-P与＞＞＞，重复上述循环，在自检过程中，从机在自自动动状状态态下，通 过上升键或下降键随时可以改变本机地址，来选定每台从机的地址。当按SET键，交替显 示L-L 与＜＜＜，表示准备结束自检，这时自动按设定的延时逐一切除已投入模拟路数，直 至全部切完，显示参数值后，表明自检已结束，原为从机则变为主机，自动将本机地址改为 00，同时自动灯开始闪动（自动灯闪动表明为主机，自动灯不闪动为从机）。 5. 电流互感器变比设定（F-4） 总电流显示值及无功投切比较与电流互感器的变比具有比例关系，因此，第一次开机使 用时必须正确设定变比。例如：用户的取样电流互感器为300/5A，其变比为60倍，将F-4 设定为60即可。 每台智能电容器上电时均处在从机状态，开机后先显示版本号PXX，然后显示本机地 每台智能电容器上电时均处在从机状态，开机后先显示版本号PXX，然后显示本机地 每每台台智智能能电电容容器器上上电电时时均均处处在在从从机机状状态态，，开开机机后后先先显显示示版版本本号号PPXXXX，，然然后后显显示示本本机机地地 址LXX，第一位数码管的L在不断闪动，这时，可用上升键或下降键来改变本机地址值， 址LXX，第一位数码管的L在不断闪动，这时，可用上升键或下降键来改变本机地址值， 址址LLXXXX，，第第一一位位数数码码管管的的LL在在不不断断闪闪动动，，这这时时，，可可用用上上升升键键或或下下降降键键来来改改变变本本机机地地址址值值，， 也可进入设定状态来改变其它设定参数，约为地址值×10秒钟后， 也可进入设定状态来改变其它设定参数，约为地址值×10秒钟后， 也也可可进进入入设设定定状状态态来来改改变变其其它它设设定定参参数数，，约约为为地地址址值值××1100秒秒钟钟后后，， 14 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 九、参数、代码描述 九、参数、代码描述 九九、、参参数数、、代代码码描描述述 1. 设定参数代码描述 表2 代码 名称 可设定范围 单位 出厂设定值 步距 备注 F-0 COSφ -0.95～0.85 1.00 0.01 负电表示超前 F-1 延时 5～120 s 30 1 F-2 过压 410～470 V 430 2 电压回差8~10V 1～8（分补） 3 F-3 地址 9~18（共补） 12 19（外接控制） F-4 容量 1～25 kvar 10 1 F-5 变比 5～800 60 5 2. 显示代码符号描述 第一位数码管显示状态说明： 第一位数码管显示状态说明： 第第一一位位数数码码管管显显示示状状态态说说明明：：如显示段表明位置，段分上中下，上段亮表示A相或第 一路，中段亮表示B相或第二路，下段亮表示C相，如显示代码表明为某状态（见下 表）。 第二位数码管显示状态说明： 第二位数码管显示状态说明： 第第二二位位数数码码管管显显示示状状态态说说明明：：分上下段，上段亮表示过压或过流，下段亮表示欠压。 第三位数码管显示状态说明： 第三位数码管显示状态说明： 第第三三位位数数码码管管显显示示状状态态说说明明：：显示代号或单位（见下表） 单相分补 表3 15 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 三相共补 表4 十、典型接线图 十、典型接线图 十十、、典典型型接接线. 单台单相分补典型接线 ZFFJ系列智能型低压电力电容器 2. 单台三相共补典型接线. 全分补典型接线ae;

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