限制电容器涌流措施
浅谈电容器合闸涌流
浅谈电容器合闸涌流金秋生福建福安市茜安水电处（３５５００１）１合闸涌流的产生农网运行中为提高功率因数，而将电容器投运，在合闸投运瞬间即产生合闸涌流。
因为在电容器第一次合闸投运瞬间，电容器处于未充电状态，其流入电容器的电流，只受其回路阻抗的限制。
由于该时回路状态接近于短路，回路的阻抗很小，因此将产生很大的冲击合闸涌流流入电容器。
涌流最大值发生在合闸瞬间。
如在电容器切除退出运行后，未经充分放电再次合闸，则合闸产生的涌流为未充电状态时合闸涌流的２倍。
因为电容器切除仍处于带电状态下，把电容器再次投运，又刚好处于系统电压与充电电压大小相等、方向相反，所以合闸涌流较大。
为避免带电合闸，电容器切除退出运行后，必须经过充分放电之后，才可重新合闸运行。
电容器合闸瞬间产生涌流的倍数与投入电容器的容量和安装地点的短路容量有关。
如果电容器在较大短路容量电路中，电路电感较小，则涌流的幅值较大且频率较高。
实测表明：电容器的合闸涌流为电容器额定电流的5~15倍，其振荡频率为250～400Hz，电容器合闸产生过电压约为相电压的2~3倍。
２合闸涌流的危害电容器合闸瞬间产生的合闸涌流，其持续时间短，约在几毫秒内就可降低到无害程度。
一般电容器产生的合闸涌流都小于现代开关设备允许的最大合闸涌流。
虽然合闸涌流衰减快，但对某些开关特性差，合闸速度慢，在合闸过程中，当触头尚未闭合就产生击穿电弧，使合闸电流急剧上升，严重时将产生很大电流，再加之振荡频率很高，使开关内部产生很大机械应力和震动，使开关损坏。
此外，频率很高的涌流，通过电流互感器时，可能会使互感器一次线圈的绝缘遭受损坏。
尤其是变化较大的电流互感器，由于其一次线圈匝数较多，可能产生较大的感应电压，从而破坏一次线圈的层间绝缘，使电流互感器损坏。
为此，必须采取措施限制合闸涌流。
３合闸涌流的限制通过电容器的电流不仅与电源电压有关，而且与频率有关。
当电源电压波形发生畸变，高次谐波电压施加电容器之内，因谐波频率高，则电容器的容抗就小，通过电容器电流就大。
人民电器 RDC19系列切换电容器接触器 使用说明书
RD C19(CJ19)系列切换电容器接触器符合标准：GB/T14048.4产品安装使用前，请仔细阅读使⽤说明书，并妥善保管，以备查阅。
警告1、使用中，请勿触摸通电部位(导体、端口), 否则会造成严重后果；2、保养或检查本产品时，必须切断电源。
否则会造成触电危险；3、卸掉灭弧盖后, 请勿使用本产品, 会有火灾、短路、触电等危险。
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并按照说明书上的内容正确安装使用本产品。
2、错误的安装会使产品不能正常运行或发生事故。
3、必须选用适合本产品的电缆和接线端子, 否则会发生过热或火灾。
4、产品断开电源后，不要立即触摸，待冷却后再进行处理。
1 用途及使用范围1.1RDC19系列切换电容器接触器(以下简称接触器),适用于交流50Hz,额定工作电压至660V及以下的电力线路中，供低压无功功率补偿设备投入或切除低压并联电容器之用，接触器附有抑制涌流装置，不用加装限流电抗器就能有效地抑制合闸涌流对电容器的冲击和降低开断瞬时的过电压。
产品符合：GB/T 14048.4 标准。
1.2 型号含义：RD C 19(CJ19)-/□□□辅助动断触头数(见表1)辅助动合触头数(见表1)380V 时额定工作电流(或约定发热电流)设计序号切换电容器接触器设计序号切换电容器接触器企业代号2 主要技术参数2.1 主要技术参数见表1表1 RDC19主要技术参数RDC19-25 RDC19 -32RDC19 -43AC-6b 时额定控制电容器容量kvar线圈额定电压50Hz, V在额定电压的85%～110%时能可靠工作25 32 43690220/230、380/400121820型 号额定绝缘电压 V 额定工作电压 V 约定发热电流 A 220V380V 36、110、127、220、3806 9 108额定绝缘耐受电压 kV线圈工作电压允许范围 V660 6602.2 RDC19 接触器线圈在额定电压的85%～110%能可吸持,在额定电压的20%～75%能可靠释放。
电容投切瞬间涌流抑制效果分析
电容投切瞬间涌流抑制效果分析【摘要】讨论电容补偿柜电容投切时，切换电容器接触器与复合开关在抑制涌流上的效果对比及各自的优缺点，并根据大量试验结果，结合GB/T15576分析切换电容器接触器和复合开关在抑制涌流中的不同表现。
【关键词】涌流抑制;切换电容器接触器;复合开关引言生活中，感性负载较多，越来越多的地方需要用到电容柜以提升电网的功率因数，从而降低线路中的损耗，提高能量的利用率。
为此，很多企业都开始研究设计并生产电容柜，但是各个电容柜由于受总千乏数、投切开关类型（接触器/复合开关）及电容器的选型不同等因素，往往在检测涌流（电容器投入瞬间产生的瞬态电流）的过程中会出现较大的差异。
本文根据此现象对切换电容器接触器及复合开关分别进行讨论分析，结合大量试验结果对电容器投切时涌流倍数进行分析，对不同场合下使涌流抑制器件发挥出最佳的涌流抑制能力有一定的帮助。
1.切换电容器接触器的工作原理切换电容器接触器工作原理如图1所示，一般切换电容器接触器设有涌流抑制触头和主触头，涌流抑制触头的开距小于主触头的开距。
电容器投切时，涌流抑制触头首先接入主电路，涌流抑制触头带有限流电阻，接通瞬间可以有效降低涌流值，若干毫秒之后主触头再接入主电路，短接了限流电阻，继续向电容器供电。
电容由此并联入电路，提高功率因数。
当切除电容器时，涌流抑制触头首先断开，减少主触头的电弧损伤。
图11.1 切换电容器接触器的型号切换电容器接触器有多种型号，常见的有：CJ16、CJ19-95、CJX39-100等等。
1.2 切换电容器接触器的优缺点切换电容器接触器作为涌流抑制器件其优势体现在价格低廉，可靠性较高，因此应用比较普遍。
尽管如此，切换电容器接触器仍有较为棘手及致命的缺点。
切换电容器接触器中的工作关键为其涌流抑制触头的开距，如果开距太大（即涌流抑制触头与主触头之间的开距太小），则大电流会通过主触头而造成主触头烧损;若开距太小（即涌流抑制触头与主触头开距太大），则限流电阻承受大电流时间太长，吸收热量过多，容易被烧断。
电容投入涌流及限制办法
电容投入涌流及限止方法1．投入电容器时产生的涌流 并联电容器组投入时，不仅会产生过电压，而且会同时产生幅值很大、频率很高的涌流。
它 分为两种情况：一是单独一组电容器投入；二是已经有并联电容器在运行，又投入一组电容 器。
（1）单组电容器投入时的涌流。
图 5－4 是投入单投入电容器的等值电路组电容器时，计算 涌流的等值电路图。
图 5-4 投人电容器的等值电路 由图 5－4 列方程，可解得 uc=Emsin(ωt+ψ)+(U0-Emsinψ)cosω0t-ωEmcosψ/ωsinω0t （5-1） 式中的 ω0=1/√L0C,Uo 为合闸前电容器上的残压 若投入电容器组时，ψ=90°，则式（5-1）可以简化为 uc=Emsin(ωt+90°)+(U0-Em)+(Uo-Em)cosω0t =Emcosωt+(Uo-Em)cosωt（5-2） ic=c duc/dt=EmωCsinωt-(Uo-Em)ωoCsinωOt (5-3) 将 代入式（5-3），则通常， 电容器上都接有并联放电电阻或放电线圈， 如电压互感器等， 这样， 当断路器投入时， 电容器上的残余电荷早已放完，因此，U0=0。
此时 ic 为 ic=EmωCsinωt+Em/√(Lo/C)sinωot (5-5)涌流最大值出现在 sinωt=1、sinω0t=1 时，即设电网的额定电压为 UN，电容器组安装处母线的三相短路容量 SdL 为三相电容器的额定容量 QN 为将式（5－10）、式（5－11）代人式（5－9）可以得到便于计算的公式式中 Xc-电容器组的容抗； XL-短路处的短路感抗。
【例 2】某 10kV 电网中装有并联电容器组，其容量 QN-10000kvar，电容器组安装处的短路 容量从。
为 500MVA，试计算投入电容器时的涌流倍数 K 及频率| 0。
解：由式（5－12）得 K=Icm/Im=[1+√(SdL/QN)]=1+√(500/10)=8.1(倍）由式（5－11）得 Im=√2I=√2QN/√3UN=810 Icm=KIm=6600(A) 由式（5－10）得 fo=f(K-1)=7.1f=355(Hz) 由计算可知， 对断路器而言， 单相电容器投入时的涌流并不大， 一般不会给断路器造成危害。
单相接地电容电流限制措施
单相接地电容电流限制措施(1)在Y/接线的变压器，消弧线圈的电流是流过变压器线圈的，因变压器有一个接成三角形的线圈，无论磁路的结构如何，在这个线圈中，一定会出现抵消零序电流的环流。
所以，消弧线圈的容量，不大该变压器额客容量的50%时，变压器不会受到任何不利的影响。
(2)对Y/Y/接线的三线圈变压器，因考虑三线圈变压器的容量比，为满足变压器2h过负荷30%的规定，则消弧线圈的容量，不得大三线圈变压器的任一线圈的容量，一般选择消弧线圈的容量为不大该变压器容量的，(3)对Y/Y接线的三相内铁型变压器，因考虑到受零序电压降和铁壳损失的限制，一般消弧线圈的容量，不宜大变压器额定容量的20%。
(4)Y/Y接线的单相变压器组或外铁型三相变压器，因其零序阻抗很大，不应将消弧线圈接在这种变压器的中性点上。
5消弧线圈的调整原则消弧线圈的调整应以过补偿运行为基础。
由消弧线圈容量的限制或在特殊运行方式下，允许采用欠补偿运行，但必须事先进行断线过电压的验算，使可能出现的最大中性点位移电压，不超过相电压的60p%。
在网络中同时有几台消弧线圈并联运行时，当网络发生单相接地，通过故障点的电感电流IL为各个消弧线圈的算术和，此时，网络消弧线圈应按照总和的电感电流进行整定。
在整定时，应满足以下几点要求：(1)正常情况下，改变系统的运行方式，需要调整消弧线圈的补偿电流时，只调整一个消弧线圈的抽头，就能满足所需调整的需要。
(2)要满足系统的主要部分，在分区运行时，都应处在过补偿运行状态。
(3)消弧线圈的调整，还应考虑到在系统发生单相接地时，流经故障点的残流越小越好，一般不应大5A;中性点位移电压，在正常运行时，不应超过相电压的15%,特殊情况下，一小时内不得超过相电压的30%;发生接地故障时，不得超过相电压的100%。
(4)脱谐度一般不大丁10%，脱谐度意为脱离谐振点的程度，它是Ic 与IL之差与Ic之比。
即v=L_1oo%6消弧线圈的操作(1)在系统发生单相接地故障时，禁止用刀闸断开消弧线圈，因为消弧线圈是经刀闸与变压器中性点相联接的，在系统接地情况下，拉开中性点刀闸，将会造成带负荷拉刀闸。
电容器合闸涌流及事故防范措施理论探讨
电容器合闸涌流及事故防范措施理论探讨摘要：文章对电容器合闸涌流的产生进行了简单分析，对其危害进行了识别，归纳了合闸涌流大小的计算方法，提出了若干事故防范措施。
关键词：电容器；合闸涌流；防范措施；串联电抗器1 合闸涌流产生原因与危害在电容器处于未充电状态合闸瞬间，流过电容器电流只受其回路阻抗的限制。
由于，此时回路的阻抗极小（接近于短路状态），因此，所产生的合闸涌流理论上将会极大，涌流最大值发生在合闸瞬间。
当在电容器切除后，未经充分放电再次合闸，则产生的涌流最大值为未充电状态时合闸的2倍。
然而电容器两极仍存在充电电压，此时系统电压若刚好处于与充电电压大小相等且方向相反，此时合闸涌流即为最大。
为避免此类情况，当电容器切除后，必须经过充分放电（一般规定至少需要5 min时间）之后，才可重新投入。
虽然合闸涌流持续时间较短，约在几毫秒内就可降低到无害程度，但对某些特性较差，合闸速度较慢的开关，在合闸过程中，当触头尚未闭合就产生击穿电弧，使合闸电流急剧上升，严重时将产生很大电流，使开关内部产生较大机械应力和震动，导致损坏开关。
加速其老化。
基于以上两点，我们必须采取措施限制合闸涌流。
2 合闸涌流大小的计算影响电容器合闸涌流大小的因素：与安装地点短路容量相关。
当电容器在较大短路容量系统中，电感较小，则涌流幅值较大且频率较高；与电源电压有关；与投入电容器容量有关。
容量越大，容抗越小，通过电流越大，同时电压的畸变也随之严重。
国标GB/T11024.1-2001“附录D”中的规定，电容器合闸涌流的计算方法为：投入单个电容器组。
IS=IN■式中：IS为电容器涌流的峰值，单位为A；IN为电容器的额定电流，A；S 为电容器安装处短路容量，MV A；Q为电容器的容量，Mvar。
将电容器组投入与已运行中的电容器并联。
IS≈■式中：IS为电容器涌流的峰值，A；U为相对地电压，V；XC为每相串联的容抗，Ω；XL为电容器组间每相的感抗，Ω。
浪涌电流 限制
浪涌电流是指电路中突然出现的高电流脉冲，通常由于电源突然接入、开关操作或电路故障等原因引起。
这种电流脉冲可能会对电子设备和电路造成损坏或故障。
为了限制浪涌电流，可以采取以下措施：
1.使用浪涌电流限制器：浪涌电流限制器是一种能够在电路中降低浪涌电流幅值的设备。
它可以通过限制电流的上升速度来减小浪涌电流对设备的影响。
常见的浪涌电流限制器包括热敏电阻、电感、电容及浪涌保护器等。
2.合理设计电路参数：合理设计电路参数，如合适的电源容量、电缆尺寸和长度等，能够减小浪涌电流的幅值和时间。
3.使用浪涌电流保护器：浪涌电流保护器可以用来检测电路中的浪涌电流，并及时切断电路，避免浪涌电流对设备造成损坏。
常见的浪涌电流保护器包括保险丝和瞬态电压抑制二极管。
4.接地保护：良好的接地系统能够有效地降低浪涌电流对设备的影响。
通过合理设计接地系统，并确保良好的接地连接，能够减小浪涌电流的传导和分布。
请注意，以上建议仅供参考。
在实际应用中，建议根据具体情况进行综合考虑和合理选择相应的措施来限制浪涌电流。
涌流
涌流电力系统中的涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。
由于涌流是一种持续时间很短的电流，因此没有有效值的概念，只有瞬时值的概念，因此准确地讲，涌流倍数就是涌流峰值与稳定电流峰值的比值。
可以用涌流检测仪来检测涌流的数值。
投入电容器的时候会产生涌流，投入变压器的时候也会产生涌流。
涌流的大小与投入时刻的相位角有关。
抑制涌流的有效手段是使用同步开关来投切电容器或者变压器。
同步开关可以在确定的相位角将负荷投入系统，因此可以消除涌流。
需要注意的是：投切电容器的同步开关与投切变压器的同步开关需要使用不同的控制策略，电容器需要在电压过零的时刻投入，而变压器需要在电压为峰值的时刻投入，因此控制电容器的同步开关与控制变压器的同步开关是不能互换的。
为了实现同步开关操作，同步开关的三相触点必须分别动作，三相触点同时动作的开关不能实现同步操作。
变压器中的励磁涌流是怎样产生的？有何危害？变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。
变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。
励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。
变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。
当变压器在停电状态时，变压器铁芯内部的磁通接近或等于零，当给变压器充电时，铁芯内产生交变磁通，这个交变磁通从零到最大叫做铁芯励磁，我们把这一过程产生的电流叫做变压器励磁涌流，这个电流要高于变压器的额定电流，从变压器的机械力、电动力到保护整定都要为躲过励磁涌流整定励磁涌流的危害性1.1 引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败；1.2 变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停电；1.3 A电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他B电站、C电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”(sympathetic inrush)而误跳闸，造成大面积停电；1.4 数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损；1.5 诱发操作过电压，损坏电气设备；1.6 励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率；1.7 励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。
电解电容冲击电流限制
电解电容冲击电流限制
电解电容器是一种常用的电子元器件，其特点是具有大容量、高工作电压和低成本等优点。
然而，在使用电解电容器时，我们必须注意其冲击电流限制，以免损坏电容器或其他电路元件。
冲击电流是指在电容器充电或放电过程中瞬间流过的电流。
由于电解电容器的特性，其内部存在一个电解液，当电容器充电或放电时，电解液中的离子会发生移动，从而产生冲击电流。
如果冲击电流过大，容易导致电解液的蒸发、电容器的破裂或其他元件的损坏。
为了限制电解电容的冲击电流，我们可以采取以下几种方法：
1. 选择合适的电容器额定电压：电容器的额定电压应该大于电路中最大工作电压，这样可以降低电容器充电或放电时的冲击电流。
2. 使用电流限制电阻：在电容器的充电或放电电路中串联一个合适的电流限制电阻，可以限制冲击电流的大小。
电流限制电阻的阻值需要根据电容器的额定电压和电路的工作电流来选择，以确保冲击电流不会过大。
3. 增加电容器充电或放电时间：通过增加充电或放电时间，可以减小冲击电流的大小。
可以通过改变电路中的元件或调整控制信号的频率来实现。
4. 使用多个电容器并联：将多个电容器并联使用，可以将总的冲击
电流分散到各个电容器上，从而降低每个电容器的冲击电流。
电解电容冲击电流限制是我们在使用电解电容器时必须要考虑的问题。
通过选择合适的电容器额定电压、使用电流限制电阻、增加充放电时间或使用多个电容器并联等方法，我们可以有效地限制冲击电流的大小，保护电容器和其他电路元件的安全运行。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
采用交流励磁：通过控制交流励磁电压来调节磁通，从而抑制励磁涌流。
采用无功功率补偿：通过无功功率补偿来调节磁通，从而抑制励磁涌流。
采用磁通控制策略：通过优化磁通控制策略来抑制励磁涌流。
PART FOUR
深度学习：利用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）、长短时记忆网络（LSTM）等，对励磁涌流进行预测和识别。
影响电力系统的安全性：励磁涌流可能导致电力系统故障，影响电力系统的安全性。
影响电力设备的寿命：励磁涌流可能导致电力设备过热、绝缘老化等，影响设备的使用寿命。
励磁涌流可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全运行。
励磁涌流可能导致继电保护装置的测量误差增大，影响保护装置的准确性。
励磁涌流可能导致继电保护装置的通信中断，影响电力系统的监控和调度。
励磁涌流可能导致继电保护装置的硬件损坏，影响电力系统的可靠性。
PART THREE
采用Y/△接线方式：将变压器的三相绕组连接成Y/△形，可以有效抑制励磁涌流。
采用自耦变压器：自耦变压器具有抑制励磁涌流的作用，可以降低变压器的励磁涌流。
采用串联电抗器：在变压器的输入端串联电抗器，可以有效抑制励磁涌流。
原理：利用数字信号处理技术对励磁涌流信号进行实时监测和处理
01
应用：适用于各种类型的变压器，包括电力变压器、特种变压器等
03
特点：实时性强，响应速度快，抑制效果好
02
技术难点：信号采集、数据处理、控制策略等
04
现代控制理论：包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制等
01
模糊控制：利用模糊逻辑进行控制，适用于非线性、时变系统
CONTENTS
PART ONE
01
变压器是一种利用电磁感应原理进行能量转换的电气设备。
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限制电容器涌流措施
华北水利水电大学周国安
1、引言
220KV或110KV变电站，第三绕组往往是35KV或10KV，或双绕组变压器低压侧，根据某些技术条件的要求，在第三绕组侧要进行补偿，比如高压侧补偿的要求、低压侧线路补偿电压降要求、低压侧电压稳定要求，都要并联或串联电容器，当投入电容器组时要产生涌流，这个涌流可能大于该处的短路容量，损坏电气设备。
本文讨论的是并联电容器，在投入电容器组烧坏断路器的原因，投入电容器组的涌流计算及限制电容器组涌流电抗率的选择。
2、涌流的产生
根据电容器的安装位置，当谐波源距电容器组比较远，所以谐波源影响电容器组投入是比较小。
如果电容器在60KV以下，电容器组投入时主要问题是涌流。
电容器组投入时，涌流的频率通常较高，可达几千赫兹，幅值常比电容器正常工作电流大几倍至几十倍，但持续时间的很短，小于0.02秒，即是小于1个周期。
涌流过大可能造成断路器触头熔焊、烧损；涌流产生了电动力，当电动力过大时会造成零件损坏；涌流过大可能电流互感器和电容器绝缘损伤等。
在投入一组电容器时涌流可按下式进行计算：
(1(1cm m m I I I =+
=+式中：dl P
-电容器组安装处的短路容量，MVA
a C Mv r
P -电容器组的容量，C X -Ω电容器组的容抗，L X
-Ω
短路处的短路感抗，m I -（A ）
电抗L X L （或）如果没有明显电抗存在，可设断路器至电容器组的距离求电抗值，每米连接导线按1微亨考虑，6
101-⨯即 亨。
涌流的频率0f
为
002f πω==如果有两组电容器投入，先投入一组，再投入另一组时
涌流按下式计算：
1cm n n I -=⨯
式中：m e e U U U --电容器的额定电压
2=
C e
C L P C U ω--线路电感，断路器至电容器的连接线
每相电容器的容量，n -电容器组数
3、涌流的限制这里只介绍一种方法，即是串联电抗器的方法。
有前面
的公式可知
(1cm m I I =+
式中：c
L m m X X I I -Ω-Ω-电容器组的容抗，电抗器的感抗，电容器组的最大电流，串联电抗与限制涌流的关系可以表示为：
=0.5%15L C cm m X X I I
=取则=%111L C cm m X X I I =取则=%82L C cm m X
X I I =取则=3%7L C cm m X
X I I ≈取则=%64L C cm m X
X I I =取则=5% 5.5L
C cm m
X
X I I =取则=6%5L C cm m
X X I I =取则随电抗的增加，涌流会减少。
国内并联电容器组配置的电抗器的电抗率主要有以下4种类型：小于0.5%、4.5%、6%
和12%。
配置小于或等于0.5%电抗率的电抗器的主要目的是限制电容器组的合闸涌流；当采用基波感抗为容抗的4.5%或6%的串联电抗器时，可抑制5次以上的谐波电流；当采用基波感抗为容抗的12%的串联电抗器时，可抑制3次以上的谐波电流。
配电网一般考虑3、5次谐波，因此配电网大多采用串联4～6％电抗器的电容器组。
2017.8。