并联电容器组的接线方式

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并联电容器组的接线方式

(2009-06-09 14:37:33)

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谐波

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电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外,还有双三角形和双星形之分。

三角形接线的电容器直接承受线间电压,任何一台电容器因故障被击穿时,就形成两相短路,故障电流很大,如果故障不能迅速切除,故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体,使油箱爆炸,并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用,只是在380V 配电系统中有少量使用。

在高压电力网中,星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线电容器的极间电压是电网的相电压,绝缘承受的电压较低,电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时,由于其余两健全相的阻抗限制,故障电流将减小到一定范围,并使故障影响减轻。

星形接线的电容器组结构比较简单、清晰,建设费用经济,当应用到更高电压等级时,这种接线更为有利。

星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。少数电容器故障击穿短路后,单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除,不致造成电容器爆炸。

由于上述优点,各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。

高压电力系统的电容器组除广泛采用星形接线外,双星形接线也在国内外得到广泛应用。所谓双星形接线,是将电容器平均分为两个电容相等或相近的星形接线电容器组,并联到电网母线,两组电容器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。

这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置,当电容器故障击穿切除后,会产生不平衡电流,使保护装置动作将电源断开,这种保护方式简单有效,不受系统电压不平衡或接地故障的影响。

大容量的电容器组,如单台容量较小,每相并联台数较多者可以选择双星形接线。如电压等

级较高,每相串联段数较多,为简化结构布局,宜采用单星形接线。

电容器一次侧接有串联电抗器和并联放电线圈。放电线圈的作用是将断开电源后的电容器上的电荷迅速、可靠地释放掉。由于电容器组需要经常进行投入、切除操作,其间隔可能很短,电容器组断开电源后,其电极间储存有大量电荷,不能自行很快消失,在短时间内,其极间有很高的直流电压,待再次合闸送电时,造成电压叠加,将会产生很高的过电压,危及电容器和系统的安全运行。因此,必须安装放电线圈,将它和电容器并联,形成感容并联谐振电路,使电能在谐振中消耗掉。放电线圈应能在电容器断开电源5s内将电容器端电压下降到50V。

对串联电抗器的作用,我们做一下重点介绍:

电容器配套设置的串联电抗器是为了限制合闸涌流和限制谐波两个目的,串联电抗器限制合闸涌流的作用非常浅显,不言而喻。但是限制谐波的原理我们需要解释一下:

所谓谐波,是指电网运行中存在的与工频频率不同的电磁波。我国电网使用50Hz频率,波形按正弦规律变化的三相对称的电源,而谐波(主要是指高次谐波),如3次、5次、7次……的存在,将对电网工频的波形造成影响,使其不再是正弦波,而是波形发生畸变的非正弦波。波形的畸变会危及电气设备的安全运行,造成继电保护和自动装置的误动,会影响电力用户的产品质量,甚至会影响我们家用电器的正常使用,因此消除和抑制谐波,做为一项课题日益受到有关部门的重视。

电网在运行时不可能没有谐波,很多电气设备和用电设备在运行时都会产生谐波,只不过一般情况下对电网波形影响不大,不会危及正常的供电和用电,但某些情况则不同,如变压器铁心饱和、电弧炉炼钢,大型整流设备,都会对电网带来严重的谐波干扰,影响供电质量,因此必须加以治理。

为了回避谐波的影响,必须采取消除谐波影响的措施,其中一条重要的措施就是在电容器回路中串联一定数值的电抗器,即造成一个对n次谐波的滤波回路。

在实际运行中,3次、5次、7次谐波分量往往偏高,是电容器滤波回路的主要目标。所谓3次、5次、7次……谐波,指的是谐波的频率相当于工频的3倍、5倍或7倍。当串联电抗器的n次谐波感抗与电容器的n次谐波容抗相等时,即nwL = 1/(nwC)时构成串联谐振条件,则母线的n次谐波电压将被抑制得干干净净。

对于3次谐波:3XL = (1/3)XC,则XL = (1/9)XC = 0.11XC;对于5次谐波:5XL = (1/5)XC,则XL = (1/25)XC = 0.04XC。

实际运行中,各变电站普遍采有在回路中串联12%电抗构成3次谐波滤波器,12%电抗率的含义是指串联电抗器的感抗值为该回路电容器容抗值的12%,而用串联6%电抗构成5次谐波滤波器。不正好采用11%和4%,而是稍大一点,目的是使电容器回路阻抗呈感性,避免完全谐振时电容器过电流。

当变电站母线上具有两组以上电容器组,且既有串联大电抗的电容器组又有串联小电抗的电

容器组时,电容器组的投切顺序是一个应该考虑的问题。投切顺序不合理可能造成不良后果。由对谐波电流的分析可知:当电容器回路呈电感性时,电容器回路和系统阻抗并联分流,可使流入系统的谐波电流减小。

当电容器回路呈电容性时,由于电容器的“补偿”作用,电容器回路在谐波电压作用下,将产生的谐波电流流入系统,这时将使系统谐波电流扩大,并使母线电压波形发生畸变。

也就是说,仅当电容器回路对谐波呈电感性时,才不会发生对系统的谐波放大。

并联电容器组的过电压保护

并联电容器组的过电压保护 【摘要】对并联电容器组的过电压保护进行深入研究,对于实际电力的正常运行有着十分重要的作用。本文首先研究了过电压保护的重要作用,然后分析了并联电容器组所承受的不同过电压,然后在探讨过电压保护方法思路的基础上,提出了电容器组运行维护的注意事项。 【关键词】并联;电容器组;过电压;保护 一、前言 并联电容器组在电力系统中的应用十分广泛,作用也十分明显。注重对过电压保护的研究,能够更好地指导电力实践。并联电容器组在实际运行过程中,会承受到多种不同类型的过电压,研究过程中有必要着重进行分析。 二、过电压保护的作用 电容器内部故障发展过程,大多数先是个别元件发生击穿短路,如无内熔丝动作切除故障元件,则为故障元件所在串联段短路,当故障继续发展就会有数个串联段乃至全部击穿短路。设置各种电容器内部保护是期望故障电容器在全击穿之前撤出,以免发生外壳爆裂事故。就保护灵敏度而言,通常是内外熔丝保护高于不平衡保护,而不平衡保护高于过电压保护,从而构成诸种保护的配合顺序。 当电容器组采用内熔丝或外熔丝为主保护时,不平衡保护和过电压保护为后备保护;当电容器组采取无熔丝保护时,不平衡保护为主保护,过电压保护为后备保护。过电压保护作为后备保护,是在主保护失效时起作用。可见,无论是采取何种保护配置组合,过电压保护都是不可或缺的保护方式。根据高压并联电容器装置的使用场所和装置构成及其技术特性的区别。 三、并联电容器组承受的过电压 并联电容器组的过电压问题,主要考虑操作过电压,因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小,雷电波在大电容的影响下,陡度较小,减小了对绝缘的危害。常见的操作过电压主要有以下几个方面。 1.电容器组分闸时弧燃引起的过电压 电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。单相重燃时,在电容器组不接地中性点上,产生中性点对地过电压。此过电压与其它相电容上的电压叠加,形成更高的极对地过电压。 2.合闸时电容器极间过电压

变压器接法详解

变压器接法详解 常见的变压器绕组有二种接法,即“三角形接线”和“星形接线”;在变压器的联接组别中“D表示为三角形接线,“Yn”表示为星形带中性线的接线,Y表示星形,n表示带中性线;“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。 变压器的联接组别的表示方法是:大写字母表示一次侧(或原边)的接线方式,小写字母表示二次侧(或副边)的接线方式。Y(或y)为星形接线,D(或d)为三角形接线。数字采用时钟表示法,用来表示一、二次侧线电压的相位关系,一次侧线电压相量作为分针,固定指在时钟12点的位置,二次侧的线电压相量作为时针。 “Yn,d11”,其中11就是表示:当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时,二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是,二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。 变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别:“Y,y”、“D,y”、“Y,d”和“D,d”。我国只采用“Y,y”和“Y,d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种,不带中性线则不增加任何符号表示,带中性线则在字母Y后面加字母n表示。n表示中性点有引出线。Yn0接线组别,UAB与uab相重合,时、分针都指在12上。“12”在新的接线组别中,就以“0”表示。 (一)变压器接线组别 变压器的极性标注采用减极性标注。减极性标注是将同一铁心柱上的两个绕组在某个瞬间相对高电位点或相对低电位点称为同极性,标以同名端“A”、“a”或“?”.采用减极性标注后,当电流从原绕组“A”流入,副绕组电流则由“a”流出。变压器的接线组别是三相权绕组变压器原,副边对应的线电压之间的相位关系,采用时钟表示法。分针代表原边线电压相量,并且将分外固定指向12上,时针代表对应的副边线电压相量,指向几点即为几点钟接线。 变压器空载运行中,Yyn0接线组别高压侧为“Y”接线,激磁电流为正弦波。由于变压器磁化曲线的非线性,铁芯磁通为平顶波,含有三次谐波成分较大,对于三芯柱铁芯配变,奇次磁通无通路,只有通过空气隙、箱壁、夹紧螺栓形成通路,这样就增加了磁滞及涡流损耗;Dyn11接线中,奇次谐波电流可在高压绕组内环流,这样铁芯中的磁通为正弦波,不会产生前者的损耗。同容量的配变空载损耗Dyn11接线比Yyn0接线可减少10%。

电力电容器保护原理解释

常见电力电容器保护类型: 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护,这种熔丝结构简单,安装方便,只要配合得当,就能够迅速将故障电容器切除,避免电容器的油箱发生爆炸,使附近的电容器免遭波及损坏。此外,保护熔丝还有明显的标志,动作以后很容易发现,运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器,以便更换。 2 过电流保护(电流取自线路TA) 过电流保护的任务,主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因,一是运行电压高于电容器的额定电压,另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作,过电流保护应有一定的时限,一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护(电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 电容器发生故障后,将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。 根据这个原理,国内外采用的继电保护方式很多,大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。这两种保护,都是利用故障电容器被切除后,因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。这些保护方式各有优缺点,我们可以根据需要选择。 单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。 对于没有放电电阻的电容器,将放电线圈的一次侧与电容器并联,二次侧接成开口三角形,在开口处连接一只低整定值的电压继电器,在正常运行时,三相电压平衡,开口处电压为零,当电容器因故障被切除后,即出现差电压U0,保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后,电流变化与正常相电流间形成差电流,来启动过电流继电器,以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种: 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上,在正常情况下,三相阻抗平衡,中性点间电压差为零,没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障,故障相的电压下降,中性点出现电压,中性线有不平衡电流I0流过,保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。

变压器接线Dyn11和Yyn0的区别比较和选择

变压器接线Dyn11和Yyn0的区别比较和选择 现在电力变压器主要分为干式变压器和油浸式变压器两类,在变压器的规格参数中有一项被称之为联接组标号(连接主别)。也就是我们平时说的接线方式,常规的有Dyn11,Yyn0两类之分,无论是前面说到的前面提到的干变,还是如S11变压器。基本上是这两类,本文也主要探讨两者的区别。 首先两种接线的示意图如下: 看到无论是高压侧,还是低压侧,两者的接线方式都是不同的,正是这一点,两款组别不一样的变压器是不能并联的。

接着说下两者各自的特点和优点,简单的说。 (1)Dyn11接线:具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。在箱变低压侧三相负荷不平衡时,由于零序电流和三次谐波电流可以在高压绕阻的闭合回路内流通,每个铁心柱上的总零序磁势和三次谐波磁势几乎等于零,所以低压中性点电位不漂移,各项电压质量高;同样由于雷电流也可以在高压绕阻的闭合回路内流通,雷电流在每个铁心柱上的总磁势几乎等于零,消除了正、逆变换过电压,所以防雷性能好。但存在非全相运行问题,可采取在低压主开关加装欠压保护装置。 (2)Yyn0接线:当高压熔丝一相熔断时,将会出现一相电压为零,另两相电压没变化,可使停电范围减少至1/3。这种情况对于低压侧-9*3为单相供电的照明负载不会产生影响。若低压侧为三相供电的动力负载,一般均配置缺相保护,故此不会造成动力负载因缺相运行而烧毁。 总体上来说:Dyn11联结变压器的零序阻抗比Yyn0接线变压器小得多,有利于低压单相接地短路故障的切除。Dyn11接线变压器允许中性线电流达到相电流的75%以上。 因此,在变压器接线的选择中,选择Dyn11联结变压

电容器的接线方式

电容器的接线方式 (2011-07-29 17:08:10) 容量相同的三相电容器,当为星型接法和角型接法时,其额定电流是不相同的,容量的不同存在外形差异。当三相电容器的额定电压与电网额定电压相同时,三相电容器应采用角形连接,因为若采用星形连接,每相电压为线电压的1/1.732,电容器的输出容量将减少。当单相电容器的额定电压低于电网额定电压时,应采用星形连接,或几个电容器串联后,使每相电容器组的额定电压高于或等于电网的额定电压,再接成角形。 近期遇到一个用户补偿要求,其内容为“低压380V系统,要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。可见这种补偿是可以的。其目的可能是线路补偿,工厂里可能用于短路容量较大的地方等。 容量(Q)和电容值(C)是两个概念。电容值是制造概念,当电容器制造出来后,除非损坏,C是不变的。容量是使用概念,是当电容器使用在某电压和频率下所能输出的无功 (Q=ωCU2)。所以,容量相同,电压相同,频率相同的三相电容器,无论是接星还是接角,电流都是一样的(Q=√3UI)。体积是和设计和工艺有关的,例如,我国目前1000v一下并联电容器均采用金属化电容器,由于基膜和镀膜工艺的关系,很少厂家使用4.8um的基膜,所以,690v(一般接星)产品和400v(一般接角)产品体积相差不大,而400v产品和230v (一般接角)产品体积相差较大。“低压380V系统,要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。一般单纯补偿不采用如此接法。如果是系统电压高,可用440v甚至525v 产品,如果是分相补偿,“中性点”要引出。可能是用于滤波吧。如果用于滤波,建议采用滤波电容器,虽然贵点,毕竟谐波不是降低并联电容器使用电压就能解决的 一、当单台电容器为三相时,其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV。这两种标注方式主要区别在于说明此三相电容内部接线方式分为星型Y和三角型Δ两种。而加在三相电容器三个接线端电压均为线电压6.6KV。计算其额定电流时和标注中6.6KV/√3分母上的√3无关,不管是Y接法Δ接法,U均为6.6KV。而不是6.6KV/√3。根据三相电功率P=√3IU 得出I=P/√3U(不论星型Y和三角型Δ接法。不考虑COSΦ。)。P为电容器额定容量Karv ,U为电网线电压。 二、当单台电容器为单相时,其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV,这两种标注方式主要区别在于说明: 1、标称6.6KV /√3的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Y,电网线电压为6.6KV时,此时电容两个接线柱实际电压为6.6KV/√3即3.8KV。否则当接成Δ时电容器就会过电压,当单只电容接电源时只能接在3.8KV电网中而不是6.6KV电网。这时计算单台电容器电流时I=P/U, P为电容器额定容量Karv ,U为6.6KV/√3即3.8KV也就是电网电压的相电压而不是线电压6.6KV。 2、标称6.6KV的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Δ,如果接成Y时,由于电容器两端实际电压降成相电压6.6KV/√3即3.8KV,他就达不到它的标称Karv 值。

高压电容器的安装与接线方法

高压电容器的安装与接线方法 一、电容器的安装 电容器所在环境温度不应超过40℃、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m;周围不应有腐蚀性气体或蒸气、不应有大量灰尘或纤维;所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。 电容器室应为耐火建筑,耐火等级不应低于二级;电容器室应有良好的通风。 总油量300kg以上的高压电容器应安装在单独的防爆室内;总油量300kg以下的高压电容器和低压电容器应视其油量的多少安装在有防爆墙的间隔内或有隔板的间隔内。 电容器应避免阳光直射,受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。 电容器分层安装时一般不超过三层;层与层之间不得有隔板,以免阻碍通风;相邻电容器之间的距离不得小于50mm;上、下层之间的净距不应小于20cm;下层电容器底面对地高度不宜小 于30cm。电容器铭牌应面向通道。 电容器外壳和钢架均应采取接PE线措施。 电容器应有合格的放电装置。高压电容器可以用电压互感器的高压绕组作为放电负荷;低压电容器可以用灯泡或电动机绕组作为放电负荷。放电电阻阻值不宜太高。只要满足经过30s放电后电容器最高残留电压不超过安全电压即可。采用三角形接法时,10kV电容器每相放电电阻可按下式计算

(11-1) 式中U-线电压,kV; Q-每相电容器容量,kvar。 经常接入的放电电阻也不宜太小,以节约电能。放电电阻的比功率损耗(单位电容器容量的功率损耗)不应超过1W/kvar。 高压电容器组和总容量30kvar及以上的低压电容器组,每相应装电流表:总容量60kvar及以上的低压电容器组应装电压表。 二、电容器的接线 三相电容器内部为三角形接线。单相电容器应根据其额定电压和线路的额定电压确定接线方式。电容器额定电压与线路线电压相符时采用三角形接线。电容器额定电压与线路相电压相符时采用星形接线。 为了取得良好的补偿效果,应将电容器分成若干组分别接向电容器母线。每组电容器应能分别控制、保护和放电。电容器的三种基本接线方式为低压集中补偿、低压分散补偿和高压补偿,如图11-2所示。 图11-2 电容器接线 (a)低压集中补偿:(b)低压分散补偿;(c)高压补偿

电力电容器保护原理解释

电力电容器保护原理解 释 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

常见电力电容器保护类型: 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护,这种熔丝结构简单,安装方便,只要配合得当,就能够迅速将故障电容器切除,避免电容器的油箱发生爆炸,使附近的电容器免遭波及损坏。此外,保护熔丝还有明显的标志,动作以后很容易发现,运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器,以便更换。 2 过电流保护 (电流取自线路TA) 过电流保护的任务,主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因,一是运行电压高于电容器的额定电压,另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作,过电流保护应有一定的时限,一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护 (电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 电容器发生故障后,将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。 根据这个原理,国内外采用的继电保护方式很多,大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。这两种保护,都是利用故障电容器被切

除后,因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。这些保护方式各有优缺点,我们可以根据需要选择。 单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。 对于没有放电电阻的电容器,将放电线圈的一次侧与电容器并联,二次侧接成开口三角形,在开口处连接一只低整定值的电压继电器,在正常运行时,三相电压平衡,开口处电压为零,当电容器因故障被切除后,即出现差电压U0,保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后,电流变化与正常相电流间形成差电流,来启动过电流继电器,以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种: 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上,在正常情况下,三相阻抗平衡,中性点间电压差为零,没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障,故障相的电压下降,中性点出现电压,中性线有不平衡电流I0流过,保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。

继电保护中电容器保护常用保护原理

继电保护中电容器保护常用保护原理 电力电容器组不平衡保护综述 科技日益进步,经济持续发展,用户用电对电能的要求也日益升高。不单是对电能数量的需求不断增长,其对电压质量要求也越来越高,电容器保护测控装置不单要有足够的电能,还要有稳定的电能——即电压、频率、波形需符合要求,才能保证用户的用电设备持续保持最好的工作性能,从而保证工效效率。其中,电压质量是很重要的一个方面,不单对用户生产、生活、工作有重大影响,对整个电网的安全稳定经济运行也有着至关重要的作用。 与电压质量息息相关的就是无功电源,无功不足,会使得系统的电压幅值降低,对整个电网来说,电压过低可能引起电压崩溃,进而使系统瓦解,造成负荷大幅流失;对单个元件而言,电压的降低可能使其无法运行在最佳工况,同时造成电能损耗增大,甚至可能损坏设备,同时输电线路在同等条件下,电压越低传输的电能就越小。因此,必须保证无功电源的供应。同时,为了确保电网经济运行与用户的用电正常,又必须减小无功功率的流动,因此,无功补偿的基本原则是就地补偿。即在变电站及用户负荷处,将一定量的电容器串联、并联在一起,形成电容组,使其达到一定的容量、满足一定的电压要求,补偿系统无功、调节该节点电压。 1电容器组接线方式的决定因素 电容器通常是将若干元件封装在一铁壳内,构成电容器单元,再

由各单元先并后联,封装在铁箱内组成的。 当电容器组所接入电网的电压等级、容量要求确定以后,接线方式的选择则关系到了电容器组的安全性、可靠性以及经济性。决定接线方式的主要因素包括以下几个方面。 1.1受耐爆容量限制 电容器组在运行过程中,若其中某个电容器击穿短路,这个电容器将承受来自其自身及其他并联10KV电容器保护组的放电。为防止故障元件受放电能量过大冲击,导致电容元件爆炸,必须限制同一串联段上的并联台数,即有所谓的最大并联台数问题。可以通过减少并联数与增大串联段数的方法,来降低冲击故障电容器的放电能量。 1.2接线方式与设备不配套的限制 20世纪90年代末至21世纪初,由于工艺上的改进,使电力电容器的介质,结构发生改变,普遍采用了全膜电容器。电容器的容量越来越大,因此派生出了很多新的结构与接线方式。同时,在一段时间内,由于缺乏较高的 66kV电压等级的放电线圈,致使其66KV电容器保护测控装置选择及相应接线方式的应用受到限制,因此使相关接线方式适用范围受到了限制。由于这种不配套的限制,导致该时期电容器运行故障明显上升。经过阵痛之后,对配套设备的研究也跟上技术的研发进度,因此,这种限制现在基本消除。 1.3与应用的场合有关 在电力企业中,多采用星形接法,在工矿企业变电所中多采用三

电容接线 (2)

国内运行的电容器组有两类接线:三角形类(单三角形、双三角形);星形类(单星形、双星形)。在电业部门以单星形接线最多,例如,截至1988年末东北电网局属变电所中有电容器346组,其中单星形接线259组,占74.9%,双星形接线11组,还有76组是过去遗留下来的三角形接线。在工矿企业却大量存在三角形接线电容器组。当三角形接线电容器组发生电容器全击穿短路时,即相当于相间短路,注入故障点的能量不仅有故障相健全电容器的涌放电流,还有其他两相电容器的涌放电流和系统的短路电流。这些电流的能量远远超过电容器油箱的耐爆能量,因而油箱爆炸事故较多。全国各地发生了不少三角形接线电容器组的爆炸起火事故,损失严重。而星形接线电容器组发生电容器全击穿短路时,故障电流受到健全相容抗的限制,来自系统的工频电流将大大降低,最大不超过电容器组额定电流的三倍,并且没有其他两相电容器的涌放电流,只有来自同相的健全电容器的涌放电流,这是星形接线电容器组油箱爆炸事故较低的重要原因之一。在操作过电压保护方面,三角形接线电容器组的避雷器的运行条件和保护效果,均不如星形接线电容器组好。因此,国内比较一致的意见是舍弃三角形接线,采用单星形或双星形接线。1985年以后,电业部门执行统一的部颁设计标准,新(扩)建电容器组均未采用三角形接线。工矿企业与民用部门,因受以前的影响和无统一标准,直到近期仍在设计安装三角形电容器组,所以,制订全国统一的设计标准后应纠正这种状况,除个别特殊情况而外,均要采用星形接线方式。 电容器并联补偿有星形和三角形两种接线方式。 如果电容器的额定电压与电网电压相同,应采用三角形(△)接线法。因为三角形接线时,即使电容器有一相熔断器熔断或发生单相接地短路,其他两相电容器所承受的电压不变,仍可正常工作。因此,在高压侧集中补偿时,多采用三角形接线法。如果采用星形(Y)接线法,情况就不相同。例如在三相三线制系统中,当其中一相熔断器熔断时,其他两相的电压下降,电容器不能正常工作;当发生单相接地短路时,其他两相的电压将升高到线电压,容易造成电容器击穿。无论采用哪种接线方式,都应使电容器承受的电压与本身的额定电压相符。电容器长时间过电压运行是不允许的,而且其运行电压也不能过多地低于额定电压,否则将使无功出力下降,电容器得不到充分利用。 并联电容器组接线将并联电容器连接成三相电容器组的接线方式。选择接线方式要考虑:①安全的原则,不要因电容器内部故障而引起相间短路;②电容器组的姆破能t不能过大,即并联接线的台数不能过多,以免因一台电容器故障其他完好电容器对其放电而引起爆炸,一般而言,爆破能量按12kw·s来考虑.③电容器故障的继电保护灵敏度及其是否简单可靠。④电容器组的每相或每个桥臂,由多台电容器申联组合时,应采用先并联后串联的接线方式. 并联电容器组接线通常有单星形接线、双星形接线和三角形接线三种,如图所示。上上上上土土并联电容器组接线(a)单星形;(b)双星形;(c)三角形单星形接线电容器的一端分别接向各相电源,另一端连接在一起构成三相中性点的接线,如图(a)所示。单星形接线的优点是:接线简单,投资省,有多种保护方式,并且当任一台电容器被击穿时,故障电流都将受到限制,一般不会导致电容器爆炸。缺点是:当一相中的一台电容器被击穿时,如不加以隔离,将使其他两相电容器严重过电压。单星形接线方式适用于中型电容器组。双星形接线由两个单星形接线的并联电容器组并联连接而成的接线,如图(b)所示.与单星形接线相比,双星形接线的突出优点是:可在两组电容器的中性点连线上加装简单且十分灵敏可靠的电流或电压不平衡保护。缺点是:接线复杂、占地大。双星形接线方式适用于大型高压电容器组。三角形接线任一电容器的两端分别与两相邻电容器的一端连接而成三角形的接线.如图(c)所示. 三角形接线的优点是:接线简单,投资省,每一电容器的运行电压与其它两相电容器的状况有关。缺点是:当每相只有一个串联节时,任一台电容器被击穿都会造成两相短路,故障电流很大,容易引起电容器爆炸,如果采用单台熔断器进行保

并联电容器组熔断器

并联电容器组熔断器“群爆”故障的典型案例处理 摘要:首先对变电站内可能引起并联电容器组熔断器“群爆”的因素进行了详细的调研与排查,根据其呈现的特征,提出了故障分析的方法以及整改方案;通过整改方案的落实,避免了该变电站电容器组熔断器“群爆”的情况再次发生。实践证明:规范地安装电容器组及加强运行的管理和维护,可以避免补偿电容器组熔断器“群爆”的情况发生。 关键词:并联电容器组;熔断器;群爆 礼经电器 1引言 作者实地考察了多次发生并联电容器组熔断器“群爆”的两个变电站,对变电站的运行日志所涉及到的运行参数进行了比较详细的分析研究。处理问题的态度是十分谨慎的,因为它关系到变电站的稳定运行,影响着电力系统的降损节能、电能质量以及整改措施实施过程中所需的资金等问题。根据电容器组熔断器“群爆”的特征,提出了与其故障相应的分析方法以及整改方案,整改之后,效果是显著的,没有再发生类似问题。对于帮助解决并联电容器组熔断器“群爆”的问题是十分有益的。 2发生多次并联电容器组熔断器“群爆”的两个变电站的基本情况 2.1变电站的基本情况

两个变电站的情况基本相似,均靠近城区,污染相对比较严重,属110kV降压变电站,由三种电压等级,即110kV、35kV,10kV。35kV、10kV都采用单母分段,中压侧负荷较重,低压侧存在一定的有电镀冶炼直供负荷。 2.2变电站并联电容器组与系统的接线、实际布置礼经电器 按照设计要求,在变电站的低压母线上,等容量装设并联电容器组,每组均通过隔离开关、断路器、电抗器等与10kV母线相连。隔离开关、断路器位于10kV户内配电装置的开关柜内,电抗器、电流互感器、并联电容器组等位于装设电容器的栅栏房内。每段母线接一组并联电容器,每组按三相星形连接,每相由多个电容器一端经熔断器、另一端在中性点并联。其中一组的实际布置(半露天)见图1。 3并联电容器组熔断器“群爆”的特征 案例:某一变电站,2001年4月30日8时54分,天气阴,伴有大风暴雨,风向为东南,突然,蜂鸣器响,“10kVⅡ段配电装

电力电容器的保护原理及技术要求

电力电容器保护原理技术要求 (1)电容器组应采用适当保护措施,如采用平衡或差动保护或采用瞬时作用过电流继电保护,对于3.15kV及以上的电容器,必须在每个电容器上装置单独的熔断器,熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定,一般为1.5倍电容器的额定电流为宜,以防止电容器油箱爆炸。 (2)除上述指出的保护形式外,在必要时还可以作下面的几种保护: ①如果电压升高是经常及长时间的,需采取措施使电压升高不超过1.1倍额定电压。 ②用合适的电流自动开关进行保护,使电流升高不超过1.3倍额定电流。 ③如果电容器同架空线联接时,可用合适的避雷器来进行大气过电压保护。 ④在高压网络中,短路电流超过20A时,并且短路电流的微机保护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时,则应采用单相短路保护装置。 (3)正确选择电容器组的保护方式,是确保电容器安全可靠运行的关键,但无论采用哪种保护方式,均应符合以下几项要求: ①保护装置应有足够的灵敏度,不论电容器组中单台电容器内部发生故障,还是部分元件损坏,电容器保护装置都能可靠地动作。

②能够有选择地切除故障电容器,或在电容器组电源全部断开后,便于检查出已损坏的电容器。 ③在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时,保护装置不能有误动作。 ④保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。 ⑤消耗电量要少,运行费用要低。 (4)电容器不允许装设自动重合闸装置,相反应装设无压释放自动跳闸装置。主要是因电容器放电需要一定时间,当电容器组的开关跳闸后,如果马上重合闸,电容器是来不及放电的,在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷,这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流,从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。 电容器组保护: 开口三角保护,开口三角形保护标准名称为零序电压保护,多用于单星形接线 (对于没有放电电阻的电容器,将放电线圈的一次侧与电容器并联,二次侧接成开口三角形,在开口处连接一只低整定值的电压继电器,在正常运行时,三相电压平衡,开口处电压为零,当电容器因故障被切除后,即出现差电压U0,保护装置采集到差电压后即动作掉闸。 并联电容器组的保护及应用

变压器中性点接地方式的选择

变压器中性点接地方式的选择 变压器中性点接地方式的选择原则: 系统中变压器的中性点是否接地运行原则是:应尽量保持变电所零序阻抗基本不变,以保持系统中零序电流的分布不变,并使零序电流电压保护有足够的灵敏度和变压器不致于产生过电压危险,一般变压器中性点接地有如下原则: (1)电源端的变电所只有一台变压器时,其变压器的中性点应直接接地运行。 (2)变电所有两台及以上变压器时,应只将一台变压器中性点直接接地运行,当该变压器停运时,再将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。若由于某些原因,变电所正常情况下必须有两台变压器中性点直接接地运行,则当其中一台中性点直接接地变压器停运时,应将第三台变压器改为中性点直接接地的运行。 (3)双母线运行的变电所有三台及以上变压器时,应按两台变压器中性点直接接地的方式运行,并把它们分别接于不同的母线上,当其中一台中性点直接接地变压器停运时,应将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。 (4)低电压侧无电源的变压器的中性点应不接地运行,以提高保护的灵敏度和简化保护接线。 (5)对于其他由于特殊原因的不满足上述规定者,应按特殊情况临时处理,例如,可采用改变保护定值,停用保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理,以保证保护和系统的正常运行。

系统中各变压器中性点接地情况: 已知条件已给出: (1)网络运行方式 最大运行方式:机组全投 最小运行方式:B厂停1号机组,D厂停2号机组。 (2)各变压器中性点接地情况 发电厂B: 最大运行方式运行时,变压器2号(或3号)中性点接地,未接地的变压器中性点设置接地开关,用于接地倒换。 最小运行方式运行时, 3号变压器中性点直接接地。 发电厂D: 最大运行方式运行时,110KV母线下,变压器1(或2)中性点接地,未接地的变压器中性点设置接地开关,用于接地倒换;35KV母线下,5号变压器中性点不直接接地。 最小运行方式运行时,110KV母线下,变压器1中性点接地,35KV母线下,5号变压器中性点不直接接地。 发电厂C: 由于变压器1、2的低压侧无电源,因此中性点不接地运行。 发电厂E: 由于变压器1、2的低压侧无电源,因此中性点不接地运行。 发电厂F: 由于变压器1、2的低压侧无电源,因此中性点不接地运行。

三相变压器的工作原理及接线方法

三相变压器 三相变压器原理 三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合.它有三个铁芯柱,每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈,一个是高压线圈,另一个是低压线圈. 三相变压器是电力工业常用的变压器. 变压器接法与联结组 用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法,中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统,则可根据标准规定决定。 1).国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的,所以,对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器,高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时,低压绕组也可采用星形接法或角形接法,它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。 500/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11 220/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11 330/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11 330/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11 2).国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。 如220/60kV变压器采用YNd11接法,与220/69/10kV变压器用YN,yn0,d11接法,这二个60kV输电系统相差30°电气角。 当220/110/35kV变压器采用YN,yn0,d11接法,110/35/10kV变压器采用YN,

yn0,d11接法,以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。 所以,决定60与35kV级绕组的接法时要慎重,接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则,即使容量对,电压比也对,变压器也无法使用,接法不对,变压器无法与输电系统并网。 3).国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区,有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角,此时可采用110/35/10kV电压比与YN,yn0,y10接法的三相三绕组电力变压器,但限用三相三铁心柱式铁心。 4).但要注意:单相变压器在联成三相组接法时,不能采用YNy0接法的三相组。三相壳式变压器也不能采用YNy0接法。 三相五柱式铁心变压器必须采用YN,yn0,yn0接法时,在变压器内要有接成角形接法的第四绕组,它的出头不引出(结构上要做电气试验时引出的出头不在此例)。 5).不同联结组的变压器并联运行时,一般的规定是联结组别标号必须相同。 6).配电变压器用于多雷地区时,可采用Yzn11接法,当采用z接法时,阻抗电压算法与Yyn0接法不同,同时z接法绕组的耗铜量要多些。Yzn11接法配电变压器的防雷性能较好。 7).三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用YNy0接法。 8).以上都是用于国内变压器的接法,如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号。 9).一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联。因此,选择分接开关时(包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关),必须注意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等)。对YN接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言,还要注意中点必须能引出。

单三角形接线电容器组的保护

本文要点:在集中补偿的电容器组的各种接线中,单三角形接线居多数,为提高安全运行水平,研究这种接线方式的保护,具有普遍的意义。本文阐明: 1、RN1型熔丝单台保护灵敏度底,不能可靠的防止电容器爆破及由此引起的火灾。 2、过电流保护作为电容器组外部相间短路保护,但仍不能防止电容器爆破及火灾。 3、零序保护作单台内部保护,其灵敏度和速动性比较理想,可作为主保护。 4、失压保护同过压保护一样重要,忽视失压保护,有可能引起群爆。 因此,单三角形接线的电容器组,采用上述五种保护,可有效地防止电容爆破及由此引起的火灾,提高安全运行水平。 一、RN1型熔丝单台保护及存在的问题: 1、RN1型熔丝作电容器内部保护,目前使用比较普遍。单台保护按电容器额定电流的1.5-2.5倍选择熔丝.现场使用中,RN1型熔丝一般能反映出电容器内部故障,但仍发生爆破事故,甚至引起火灾.这说明无论从理论计算,或运行实践验证, RN1熔丝灵敏度低.对近年 来所生产的YW10.5—— ——1三种电容器,用RN1型熔丝单台保护,保护效果计算,仍说明这个问题.表1是根据RN1——10/3A—5A熔丝50秒熔断电流值,使用公式 计算得出的结果 从表1看出,上述三种电容器,当内部元件击穿83—85 % ,熔丝50秒钟才熔断,速动性很差,灵敏度低,将导致电容器爆破. 从电压角度分析可进一步看清这个问题.YW10.5型电容器有十二个串联元件,当击穿系数λ为83 % 时,10个元件击穿,剩余2个元件工作.每个元件的额定电压为0.875KV,两个元

件为1.75KV.此时,剩余2个元件承受的网络电压为10KV,约为其额定电压的6倍.在6倍于额定电压作用下,这两个元件将很快击穿.加之,此时已击穿元件对工作元件放电,瞬间释放能量很大.在强电场作用下,绝缘油将迅速分解产生大量气体,气体压力剧增,外壳承受不了高压气体的压力作用,在这瞬间熔丝来不及熔断,故障电容器发展为相同短路而爆破. 南阳地区某变电站,采用RN1——10/3A熔丝保护YY10.5-12-1电容器,有2台电空器爆破后检查熔丝熔断。实例说明RN型熔丝的速动性差灵敏度低不能可靠防止爆破.但有7台由于内部元件击穿 而鼓肚,熔丝熔断,说明运行效果比较满意。 因此,单台熔丝保护是必要的,但不能作为防止爆破的主保护。 二、过电流保护: 过电流保护,作为电容器组外部相间短路保护。其保护范围在电缆终端盒 至放电PT柜引接母线间,以及电容器相与相之间。 过电流保护的整定值 式中:Idz——继电器动作值,安。 ICN——电容器组额定线电流,安。 KK——可靠系数,取2.0~2.5. Kjl——接线系数,继电器全星接,不完全星接均为1。 no——电流互感器变比。 过电流保护不能作为电容器内部故障保护,当内部元件全部击穿引塌直间短路时,过电流保护才动作,因此过电流保护也不能防止电容器爆破(南阳市某变电站电容器爆破两台,同时过电流动作) 三、零序保护: 1、零序保护的接线,如图1,2,3,所示。 三只电流LH——3LH的一次侧接三角形内部各相,二次侧星接与电流继电器线圈串联构成回路,直流回路如图3示。

并联电容器组的接线方式

并联电容器组的接线方式 (2009-06-09 14:37:33) 转载 标签: 分类:杂、论坛 电容器组 谐波 放电线圈 电抗器 文化 电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外,还有双三角形和双星形之分。 三角形接线的电容器直接承受线间电压,任何一台电容器因故障被击穿时,就形成两相短路,故障电流很大,如果故障不能迅速切除,故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体,使油箱爆炸,并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用,只是在380V配电系统中有少量使用。 在高压电力网中,星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线电容器的极间电压是电网的相电压,绝缘承受的电压较低,电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时,由于其余两健全相的阻抗限制,故障电流将减小到一定范围,并使故障影响减轻。星形接线的电容器组结构比较简单、清晰,建设费用经济,当应用到更高电压等级时,这种接线更为有利。 星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。少数电容器故障击穿短路后,单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除,不致造成电容器爆炸。 由于上述优点,各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。 高压电力系统的电容器组除广泛采用星形接线外,双星形接线也在国内外得到广泛应用。所谓双星形接线,是将电容器平均分为两个电容相等或相近的星形接线电容器组,并联到电网母线,两组电容器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。 这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置,当电容器故障击穿切除后,会产生不平衡电流,使保护装置动作将电源断开,这种保护方式简单有效,不受系统电压不平衡或接地故障的影响。

变压器的接线方式

变压器的接线方式、过载能力等介绍 接线方式 1、短接变压器的“输入”与“输出”接线端子用兆欧表测试其与地线的绝缘电阻。1000V兆欧表测量时,阻值大于2M欧姆。 2、变压器输入、输出电源线截面配线应满足其电流值大小的要求;按照 2-2.5A/min2电流密度配置为宜。 3、输入、输出三相电源线应按变压器接线板母线颜色黄、绿、红分别接A 相、 B 相、 C 相,中性零线应与变压器压器中性零线相接,接地线与变压器外壳(如变压器有机箱应与箱体地线标志对应相连接)。检查输入输出线,确认正确无误。 4、先空载通电,观察测试输入输出电压符合要求。同时观察机器内部是否有异响、打火、异味等非正常现象,若有异常,请立即断开输入电源。 5、当空载测试完成且正常后,方可接入负载。 过载能力 干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关,若有需要,可向生产厂索取干变的过负荷曲线。如何利用其过载能力呢?这里有两点供参考:(1)选择计算变压器容量时可适当减小:充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性--尽量利用干式变压器的较强过载能力而减小变压器容量;对某些不均匀负荷的场所,如供夜间照明等为主的居民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主的商场等,可充分利用其过载能力,适当减小变压器容量,使其主运行时间处于满载或短时过载。(2)可减少备用容量或台数:在某些场所,对变压器的备用系数要求较高,使得工程选配的变压器容量大、台数多。而利用干变的过载能力,在考虑其备用容量时可予以压缩;在确定备用台数时亦可减少。变压器处于过载运行时,一定要注意监测其运行温度:若温度上升达155℃(有报警发出)即应采取减载措施(减去某些次要负荷),以确保对主要负荷的安全供电。 选型 干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。 (1)风机自动控制:通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。

电容器保护整定计算

电容器保护整定计算 一、集合式并联电容器:例如BAMH11/√3-1200-1×3W B:并联电容器;A为浸渍剂代号,表示苄基甲苯 M:为介质代号,表示全膜介质(如为F表示膜纸复合介质) H:集合式 11/√3:额定电压 1200:额定容量 3:代表三相 W:户外 二、集合式并联电容器成套装置 TBB□-□-A K T表示并成套装置 BB表示并联电容器装置 第一个□表示额定电压 第二个□表示额定容量 A表示单星形接线 K表示开口三角电压保护 三、可调容集合式成套装置 TBB□-□+□-A K □+□为可调额定容量 一、延时电流速断保护 作为电容组与断路器之间连线以及电容器组内部连线上的相间短路、两(三)相接地短路故障的保护。 整定原则:按躲过电容器长期允许的最大工作电流整定,一般整定为3-5倍的电容器组的额定电流,同时为了躲过电容器组投入时的涌流,考虑0.1-0.2S 延时。 Idz=Kk×Ie Ie为电容器组额定电流 我们一般取4倍的Ie,T=0.1S IΦ=I=Q/1.732/U U为线电压(电容器Y形接线) 例如BAMH11/√3-1200-1×3W I=1200/√3/11 灵敏度要求:保护安装处故障时Klm≥2 二、过电流保护 作为电容组与断路器之间连线以及电容器组内部连线上的相间短路、两(三)相接地短路故障的保护。 整定原则:按躲过电容器长期允许的最大工作电流整定,一般整定为1.5-2倍的电容器组的额定电流,动作时间一般为0.3-1S.我们一般取2In,0.4S. 灵敏度要求:电容器端部引出线故障时Klm≥1.2-1.5 灵敏度=0.866×Idmin(3)/Idz≥1.5 Idmin(3)为最小方式下,保护安装处的三相短路电流 咱们计算灵敏度时一般考虑电容器串联电抗器的阻抗

浅述并联电容器组的过电压保护

浅述并联电容器组的过电压保护 发表时间:2016-11-09T14:28:35.610Z 来源:《电力设备》2016年第17期作者:毕书阳[导读] 并联电容器组的过电压问题,主要考虑操作过电压。 (内蒙古鲁电蒙源电力工程有限公司内蒙古呼和浩特)摘要:并联电容器组随的各种过电压,保护并联电容器组的金属物避雷器的技术特性,MOA的接线方案和参数的选择抑制过电压的其它措施等问题,供有关单位参考。 关键词:并联;电容器组;过电压保护一、并联电容器组承受的过电压并联电容器组的过电压问题,主要考虑操作过电压。因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小,雷电波在大电容的影响下,陡度较小,减小了对绝缘的危害。常见的操作过电压主要有以下几个方面。 1.1 电容器组分闸时弧燃引起的过电压电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。单相重燃时,在电容器组不接地中性点上,产生中性点对地过电压。此过电压与其它相电容上的电压叠加,形成更高的极对地过电压。据华北地区统计,用ZN10真空断路器投切8Mvar电容器组时,重燃率达10%,过电压最高可达5Uφ。分闸时还会产生两相重击穿和一次操作多次重击穿引起的操作过电压,但机率均较少。在电源侧有单 相接地故障时产生的单相重击穿过电压远高于接地故障时的情况。安装了串联电抗器的电容器组,由于电容器端电压的升高,使操作过电压相应提高。 1.2 电容器合闸引起的过电压 合闸时电容器极间过电压。未充电的电容器合闸时,极间过电压的最大值不会超过其额定电压峰值的2倍。如果电容器处于充电状态,而充电电压与系统电压大小相等,极性相反时,合闸时的极间过电压可能达到3倍。由于真空断路器触头弹跳引起的过电压。合闸时,真空断路器触头的弹跳将出现电弧断开有接通的重复过程,过电压可能达到2.8 ~ 3倍,对电容器绝缘油产生危害。 非同期合闸引起的过电压。断路器非同期合闸时,可能出现其中一相先合闸使电容器充电,而其它两相接通时,也会遇到大小相近,极性相反的工况,有可能发生高于2倍的过电压。 1.3 电容器合闸或分闸引起的远方放大过电压电容器合闸引起远方变电站中产生的相间过电压放大,在国际大电网会议中已成为热门话题,据统计某次事故中7台变压器的损坏与离变压器3.3km以内的并联电容器合闸有关。其原因是由于电容器合闸瞬间,在输电线路上注入一个阶跃电压波的反射所引起,在线路末端两相对地电压可能达到3.5倍,由于两相的电压波极性相反,相与相之间的电压可能达到6.5倍,这一问题在国内尚未引起注意。电容器分闸过程发生电弧重燃时,过电压波也会沿着输电线路传播,在辐射状线路的末端,经过反射再反射的作用,将过电压波放大,对末端变电站中的电气设备造成危害。例如1978年我国淮南电业局某变电站35kV、9.4Mvar电容器组用DW8-35断路器分闸时,使相距5km的另一变电站的户内穿墙套管和开关的支柱绝缘子发生7次相间闪络和多次对地过电压为 2.69Uφ,而相距5km的变电站中C相对地过电压高达5.2 Uφ,过电压放大了1.93倍。1983年丹东电业局某变电站的66kV、20Mvar电容器组用SW2-60T断路器分闸时,多处远方变电站因过电压造成避雷器动作,最远的距离达56km。 1.4 电容与电感的谐波匹配引起的谐振过电压例如:①电容器组与变压器同时合闸,由于变压器合闸涌流的谐波影响,其中某次谐波可能与电容器发生串联谐振,产生倍数很高的动态过电压,时间上可持续数周波,甚至几秒钟;②空载变压器母线上投入电容器时,电容器合闸涌流中的谐波分量也会产生动态过电压;③如电容器组选用中性点接地的电压互感器线圈,当电容器开断时,储存在互感器线圈内的电磁能将释放出来,通过中性点与母线和电容器外壳的对地电容回路,产生振荡,在断路器的相对地和断口间产生很高的过电压。 1.5 电容器组的其它过电压 主要指电容器组运行中曾发生的并非由于断路器分合闸产生的操作过电压,例如:配电线路断线接地或配电线路连续放电产生的过电压,配电变压器绕组因出线烧断放电引起非故障相变压器绕组的电干涸电容器组的电容形成的振荡回路产生的铁磁谐振过电压等都有可能对电容器组的绝缘造成危害。 二、保护并联电容器组的金属氧化物避雷器的技术特性交流无间隙金属氧化物避雷器(MOA)使用金属氧化物非线性电阻作为唯一工作元件的避雷器。非线性电阻阀片以ZnO为主体,约占90%,添加少量其它金属氧化物后经混合、压制、高温焙烧而成。由于阀片的非线性伏安特性非常好,即使当通过电流的变化达6个数量级时,而电压也只变动50%-60%左右。因此在过电压情况下,尽管通过MOA的电流数值很大,而能做到的保护较低的符合要求的残压值。阀片的伏安特性曲线如图一所示。当过电压过去以后在系统工作电压作用下阀片呈高电阻状态,将工频电流限制到数十微安,相当于绝缘状态,可持续运行。由于MOA没有间隙,在雷电过电压、操作过电压、暂时过电压和长期的工频电压作用下,都有相应的电流通过MOA。MOA的工作特性与传统的碳化硅阀型避雷器对比,其显著差别是:①MOA的保护水平只取决于残压;②MOA无灭弧问题,其可靠性主要取决于热平衡;③MOA除承受雷电和操作过电压时的负载外,还承受暂时过电压和系统工作电压的负载。 三、MOA的接线方案 二十世纪90年代初MOA保护电容器组的传统接线方案。在编制国家标准GB50227-1995《并联电容器装置设计规范》时,有关单位根据运行经验提出不少新接线方案,对传统方案有较大的突破。试验研究结果表明:电源侧有单相接地时单相重击穿,对电容器的极间电压无影响;两相重击穿时的过电压也不受单相接地的影响,以此作为确定避雷器参数的依据。 四、抑制电容器组分闸重燃过电压

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