KZJNK智能节能及电源质量控制系统说明书剖析.docx

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KZJNK智能节能及电源质量控制系统说明书剖析

KZJNK智能节能及电源质量控制系统

一、产品概述

随着高新技术尤其是信息技术的高速发展，电能质量已经成为广大供电各方日益关注的问题，我国用电网络对供电质量和节能效率要求也越来越高。

当前，随着用电系统的扩大，用电负荷特性越来越复杂，电网污染日趋严重，无功损耗问题日渐突显。

针对现有的情况不少厂家用无功补偿或滤波等技术，但这些技术仅仅是解决部分问题治标不治本，而且投资较大，效果不理想。

如何提高用电质量、用电效率、保护用电设备成为人们日益关注并亟待解决的问题。

综合以上问题我公司率先研制出KZJNK智能节能及电源质量控制系统（以下简称：

本装置或本系统），本系统是针对目前220V-10KV用电网络中对电能质量要求较高的各种精密的、复杂的用电负荷提供高效洁净的电力能源而研制的高科技新产品。

本装置功能齐全（具有平衡三相电压、稳定供电电压、抑制谐波、降低负载工作电流、抑制瞬流和浪涌、节能等功能），工作可靠，自动化程度高、安装维护方便，广泛应用于220V-10KV用电网络中。

二、产品型号

KZJNK-□-□-□/□

出线方式：

1：

单相出线

2：

三相三线

3：

三相四线

4：

三相五线

额定功率

（单位：

kW）

工作电压

（单位：

kV）

负载类型

L：

照明型

M：

电机型

H：

混合型

凯正电气产品系列标识

三、技术参数

输入特性

输入电压

0.22KV-10KV

电压偏差

±15％

输入频率

50±0.5Hz

输出特性

最大功率

≤2000KW

稳压精度

±1

三相不平衡度

≤2％

设备损耗

空载电流

≤0.3％

空载耗损

≤0.5％

负载损耗

≤1％

工作环境

使用温度

-10℃～60℃

相对湿度

≤90℃（＋25℃）

贮存温度

-25℃～70℃

大气压强

86KPa～106KPa

海拔高度

≤2000m

工作噪音

≤40Db（设备一米处测试）

四、产品功能

◆提供稳定的供电电压

电压波动是电压方均根值一系列的变动或连续的改变，或者说是一系列电压变电的集合。

现实生活中，电压波动主要是波动的负荷引起的，而电压波动过大或闪变，直接的影响就是用电不经济，用电设备工作状态不稳定。

正因为上述原因，所以国家在《电能质量-----电压允许波动和闪变》中明确规定：

在公共供电的电压波动允许值：

10KV及以下为2.5％，35～110KV为2％,220KV及以上为1.6％。

图（a）

图（b）

根据上述图（a）、（b）所示，很明显有:

所以，稳压供电就能带来节电效果。

KZJNK电磁式电能质量控制系统采用计算机跟踪技术和无触点调压技术相结合的方式，实现对用电设备的稳定供压，有效降低供电电压波动，提高了电能的有效利用，稳压精度达到±1％。

◆调整系统的三相不平衡度

系统的三相不平衡是由负载的不平衡造成的，三相电网中，大量单相大功率用电设备的使用，加剧了系统的三相电压不对称。

在实际的生产和生活中，三相不平衡对设备和系统损耗都有很大的影响，具体表现在：

（1）负载大的一相电压降低、负载小的一相电压升高，会使设备损毁；

（2）定子产生逆相序旋转磁场，影响电动机的输出功率；（3）转子产生逆序电流，从而产生制动转矩，使电动机的温度升、输出功率减少；（4）电压损耗增大、线损增大。

正因为上述原因，所以国家在《电能质量三相电压允许不平衡度》中明确规定：

电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％.标准还规定对每个用户电压不平衡度的一般限值为1.3％。

KZJNK电磁式电能质量控制系统采用三相一体的电磁转换器设计，利用创新设计的优质铁芯和绕组，利用法拉第的磁电理论和磁场平衡原理，使的电磁转换器中的综合磁场对电路电流变化产生抑制作用，在变压器中做到电场和磁场的平衡，可以对因负载造成的三相不平衡度控制在2％的范围内，使用电设备在三相电源趋于平衡、对称的状态下优质运行。

◆抑制谐波污染

非线性负荷从电网吸收非正弦电流，引起电网电压畸变，因此被称为谐波源。

电网上存在的谐波源很多，如：

大气过电压、雷击、可控硅、变频设备的运行等。

谐波源产生谐波的污染，增加了用电设备损耗，使用电设备效率降低，对继电保护、自动装置及通讯等也有不利的影响。

我国的《电能质量公用电网谐波》中规定：

6～220KV各级共用电网电压（相电压）总谐波畸变率是0.38KV为5.0％，6～10KV为4.0％，35～66KV为3.0％,110KV为2.0％。

用户注入电网谐波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围内，所以国标规定各级电网谐波源产生的总谐波畸变率是0.38KV小于2.6％，6～10KV小于2.2％，35～66KV小于1.9％，110KV小于1.5％，对220KV电网及其供电的电力用户参照本标准110KV执行。

KZJNK电磁式电能质量控制系统输出电压总是正弦波，不产生任何谐波。

内嵌的电抗能有效抑制来自电源侧的高次谐波，清洁电网、提高用电效率，同时还能有效阻止非线性负荷产生的高次谐波上网。

◆降低电机负载的启动电流

电机设备在启动时，通常其启动电流时其额定电流的4-7倍，过高的启动电流会使用电设备的损耗增加、温度上升，缩短用电设备使用寿命。

另外对于大功率用电设备来说，过高的启动电流也会冲击电网，引起电网波动，给电网可靠供电造成不利的影响。

KZJNK电磁式电能质量控制系统将电机启动电流控制在额定电流的2倍左右，有效地限制负载电流不超过额定电流值。

对于频繁启动的用电设备来说，减少电机的损耗，电机的发热也会大大降低，从而延长电机的使用寿命。

◆抑制瞬流、浪涌

企业用电设备产生大量的瞬流和浪涌，在电网里迂回徘徊，行成电力污染。

瞬流产生的高电压，使设备过热、开关装置接触元件的触点氧化、用电设备的工作效率降低。

造成用电设备加速损坏和电耗增加。

KZJNK电磁式电能质量控制系统属于惰性器件，具有较强的抗过电压、抗过电流能力和较强的抗电压突变、抗电流突变的能力，可以保护用电设备不受冲击，抑制瞬流和浪涌。

将由瞬流和浪涌引起的过热和电网污染影响减到最小，达到清洁用电的效果。

五、工作原理

KZJNK智能节能及电源质量控制系统采用串联补偿式电源技术，经过内置的专用电压调节与能效优化软件，经电能检测分配环节，以此对输入电压的上下波动及用电设备所需功率做出快速响应与实时调节，使用电系统达到良好的特性，从而实现节电的功能，该产品所涉及的核心技术是双极型晶体管，具有输入阻抗高，开关速度快，通态压降小，耐压高及承受电流大等特点，使产品能够对输入电网中的高次谐波，尖峰电压及噪声干扰信号起到抑制作用，使用电设备在功率不变的条件下，向电网索取较小的能量，从而提高了用电设备的工作效率。

KZJNK智能节能及电源质量控制系统通过灵活交流输电单元对系统A、B、C三相电流、电压、工作频率、功率因数等量进行采样并滤除电网中输入的高层谐波、瞬流和浪涌，采集量送入高速DSP电能质量检测。

分析测控单元与其数据库中存储的正常量进行比较。

从而判断出需要优化的指标及幅度。

高速DSP电能质量检测、分析控制单元发出指令由节能优化控制单元去测控电磁调控主机，优化电能参数，输出由滤波单元进行滤波，同时装置又对输出信号进行反馈检测，并将反馈量输入控制单元进行处理，从而实现现代化装置的闭环反馈，实现对电能质量的优化和用电设备最佳工作状态的动态跟踪。

其电路逻辑图如下：

六、产品特点

1）电能优化效率高：

装置采用非相控制电磁平衡技术，不仅可以抑制从电源侧进入的高次谐波成分，同时可以优化电能质量，抑制用电设备所形成的谐波成分对电网的传送。

2）节能效果显著：

特别是对可变负载，平均节电率可达5-25％提高设备的功率因数，降低线损及变压器铜损。

3）节电功能稳定：

采用灵活的交流输电技术和电磁补偿稳压技术，使节电功能不受电压波动影响。

4）控制方式灵活:

多种控制方法满足不同用户的需要，采用自动加手动安全旁路电路设计，电压低于设定值时，自动旁路工作，使用中也可以手动旁路工作。

5）产品自身损耗极低：

主机选用优质磁性材料和特殊的绕组设计，使得铁芯磁场的涡流损失和磁滞损失比一般矽钢片的损失少得多，几乎忽略不计，自身损耗极低。

6）保护功能完善：

具有过压、欠压、过流、过热、缺相等一体化的多种保护功能，同时具备电动机保护功能，极大提高了系统运行的安全性。

7）性能稳定：

装置主回路纯电磁原理设计，无开关器件，大幅度提高了产品的稳定性、可靠性。

8）维护方便：

本装置原理新颖，结构简单，自动化程度高，采用免维护设计和制造，在实际运行过程中维护方便。

七、装置构成

柜内结构图：

◆电磁转换器

一种内嵌电抗的特殊绕组，干式自冷，专利技术。

规格根据实际要求进行定制，主要作用:

调压、转化系统无功功率、抑制谐波和瞬流。

◆数据采集单元（DSP）

DSP数据采集单元是现场数据采集的主要电器模版。

DSP将系统的相关电器参数采集后，通过二次屏蔽线将采集的数据发动给ACU单元，实现自动控制。

◆自动控制单元（ACU）

ACU自动控制单元是KZJNK系列产品的核心控制模板，主要作用是对采集的系统数据进行分析，并根据数据相应逻辑进行判断和响应，为用户提供一个友好的用户交互界面，同时，相关数据可通过RS485通讯接口发送给数据中心。

◆柜体

根据用户实际需要定制，材质可分外：

冷轧钢、敷铝锌板或不锈钢，安装位置可分为：

户外型和户内型，安装方式分为：

立式、壁挂式和镶嵌式。

八、外型尺寸

序号

电压等级（KV）

额定功率（KW）

外形尺寸（MM）（WⅹⅹDⅹH）

1

0.22-0.4

≤20

450ⅹ400ⅹ700

2

≤30

500ⅹ450ⅹ900

3

≤40

500ⅹ450ⅹ900

4

≤60

500ⅹ450ⅹ900

5

≤100

650ⅹ500ⅹ1200

6

≤200

700ⅹ500ⅹ1200

7

≤300

800ⅹ600ⅹ1600

8

≤400

1000ⅹ800ⅹ2200

9

≤600

1200ⅹ1000ⅹ2200

10

≤1000

1400ⅹ1200ⅹ2200

11

＞1OOO

根据实际情况确定

12

6-10

≤250

1100ⅹ1300ⅹ2200

13

≤350

1200ⅹ1400ⅹ2200

14

≤450

1300ⅹ1500ⅹ2200

15

≤550

1400ⅹ1500ⅹ2200

16

≤800

2000ⅹ1500ⅹ2200

17

＞800

根据实际情况确定

说明：

上述表格中的尺寸是我公司标准产品的规格尺寸，特殊情况可根据用户的实际要求制作。

九、应用范围

第一类：

照明系统

适用于大型工矿企业、公共场所、商业企业、办公场所、城市亮化等的照明系统，节电率在15%左右。

技术分析

◆当前，很多用电场合开始使用节能灯具，而绝大部分的节能灯具都是感性负荷的灯具，其对电网的直接影响就是增大系统无功。

再者，由于高压送电的原因，电网的供电电压总是高于照明设备的额定值，尤其是夜间电压更高，形成了电能的过剩供给，照明设备长期运行在高电压环境下，将会大大缩短其使用寿命，并造成电能浪费。

◆照明灯具发光效率在不同供电参数时不同，过高的供电参数对发光不起作用，反而使灯管过热，镇流器产生噪音。

传统镇流器型灯具使用寿命长，很少产生电流谐波，但效率低，无功部分耗电达20％；目前应用的电子镇流型灯具特别是紧凑型节能灯具功率因数高，但电路部分集中发热容易损坏，影响寿命，功率越小越容易损坏；

◆城市路灯，下半夜的供电参数普遍较高，耗电量额外增加，容易造成路灯的老化损坏。

KZJNK-L照明型电磁式电能控制系统具有延时启动、欠压自动补偿、自动进入节电状态、过流、缺相、短路保护等智能功能。

可调整照明灯具供电参数，抑制电压波动，减少大电流冲击，根据不同季节、时段和场所设定路灯的开关时间，可有效的延长灯具的使用寿命。

KZJNK-L照明型电磁式电能控制系统通过调整输出功率，解决供、配电电压过高的问题，实现优化供电，使照明设备在满足亮度的前提下，始终工作在最佳状态，达到节电和延长灯具使用寿命的目的。

第二类：

动力系统

适用于各种高、低压三相异步电机的动力设备，节电率在8%左右。

技术分析

通常情况下，工业电动机负荷设计匹配都有5％-10％安全使用裕量，配电功率较大。

电机实际使用过程整中60％以上的电机长期处于变化负荷或轻负荷运行状态，电机效率低，电机自身损耗和无功损耗很大，在各项供电参数都较高的地区和时间段，线路损耗会更大。

对于启停、负荷波动频繁的用电设备，还会产生频繁波动的冲击电流。

KZJNK-M电机型电磁式电能控制系统根据电动机的工作特性，采用功率自动跟踪检测调节方式，使电动机达到最佳效率的工作匹配，在保证电动机正常运行的条件下，使电动机的输出转矩与负荷实际需要的功率匹配，工作电流降低到最小，降低配电功率大造成的空载损耗，提高功率因数，提高电动机运行效率，达到节电的目的。

◆不改变电机转速，不降低电机工作效率，自适应跟踪效率调节，提高功率因数及运行效率。

◆不产生谐波干扰，对电网无污染，并能抑制电网中高次谐波，是真正的环保节能产品。

改善运行性能，抑制线路中瞬变电压，降低用电设备运行噪、震动和温升，延长电机使用寿命，减少维护费用。

◆具有良好的软启特性和很强的过负荷能力，启动电压可调，在大功率电机上使用可替代降压启动装置。

◆不受用电环境制约，无需对原有用电线路进行改造，自动控制，无需专人看管维护。

第三类：

混合系统

适用于三相异步电机、灯光照明等混合负载的用电系统，节电率在10%左右。

技术分析

由于高压送电原因，电网的供电电压总是高于设备的额定值，尤其是夜间电压更高，形成了电能过剩供给。

用电设备长期运行在高电压环境中，将会直接缩短其使用寿命，并造成电能浪费。

KZJNK-H混合型电磁式电能控制系统通过对用电设备的电流、电压的反馈和计算，寻求用电设备的最佳工作状态，解决供、配电电压过高的问题，保持终端设备用电电压的稳定，调整输出功率，实现优化供电，从而实现节电和延长寿命的作用。

◆不产生谐波干扰，对电网无污染，能抑制电网中的高次谐波，是真正的环保节能产品；

◆智能控制，无需人工调控；

◆提高系统的功率因数，降低线路无功损耗；

◆不改变原有线路的控制方式，安装、维护便捷；

◆延长用电设备的使用寿命，减少维护成本；

◆通用性强，既能适应电机负载，又能适用各类灯光负载，以及各种混合负载类型。

附：

应用系统图