关于干式自愈式高压并联电容器组的应用探讨

1、关于干式自愈式高压并联电容器组的应用探讨葛军(安徽马鞍山供电局2430001引言随着城市电网的飞速发展,城网改造工作也已全面展开。城市变电所的高压电器设备正趋向无油化。目前,在我局高压并联无功补偿装置中,断路器、串联电抗器等均已实现无油化,但高压并联电容器仍采用油浸产品。现在,干式自愈式高压并联电容器已研制成功,但据了解,安徽电网迄今尚无一台此类设备挂网运行,因此,本文旨在针对此类电容器的特点对安徽电网(具体以马鞍山电网为例应用干式自愈式高压并联电容器的可行性进行探讨。2干式自愈式电容器的特点211自愈式电容器元件工作原理干式自愈式高压并联电容器所用元件为自愈式电容器元件。普通的铝箔电容器元件

2、是在两层铝箔电极间夹入绝缘介质(膜纸复合或全膜经过卷制、压装、焊接、真空干燥处理和液体浸渍而成。因介质存在电弱点,为避免介质击穿而造成两电极短路,必须采用两层以上的介质,使每层介质的电弱点错开排列。而自愈式电容器则不同,其介质为单层聚丙烯膜,表面蒸镀了一层很薄(低于1/100m 的金属作为导电电极。当施加电压时聚丙烯膜电弱点被击穿,击穿电流将穿过击穿点。由于导电的金属化镀层的电流密度急剧增大,并使金属化层产生高热,使击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散,形成金属镀层空白区,击穿点自动恢复绝缘。介质膜产生一个非常小的孔洞,直径约几微米,自愈过程消失的金属化镀层面积直径约几毫米。根据自愈性能的要求,电

3、容器的金属化极板镀层越薄越好。越薄的镀层自愈时产生的能量越低,温升越小,对电容器的损伤则越小,自愈性也就越好。但是,根据介电强度与镀层电阻的关系(如图示,镀层越薄,接触电阻越大,击穿场强越大,接触电阻大则严重发热,电容器在合闸涌流作用下将引起接触部位过热损坏,导致电容器失效。因此,解决上述矛盾是干式自愈式电容器制造的重点。现在,已有多种方法解决这一难题。例如,锦州电容器厂采用一种独特的镀膜工艺梯形镀层边缘加厚技术,使金属化镀层大面积逐渐变薄,电极引出边缘加厚,不仅提高了击穿场强,减少了电容损失,同时提高了元件耐涌流能力 。介电强度与镀层电阻的关系212金属化镀层特点对于自愈式电容器元件来说,决

4、定其性能的重要因素就是金属化镀层。构成金属化镀层的材料一般有三种:Al 金属化。Zn 2Al 金属化复合。Zn 2Ag 金属化复合。三种材料各有特点。Al 金属化在电热作用下,易造成镀层电极腐蚀脱落,导致运行中严重的容量下降;Zn 2Al 金属化复合膜利用了Zn 膜电容量稳定性好和Al 膜贮存期长的优点,但其电容量稳定性不是很好。因此,目前干式自愈式电容器均采用Zn 2Ag 金属化膜制造电容器元件。该材料特点是先以Ag 金属化为基底,再Zn 金属化,形成Zn 2Ag 复合金属化膜,电容量稳定性极好,电容量损失最小,整个寿命中容量变化很小。由于Zn 易被氧化,因此镀膜必须在真空中采用独特的方法进

5、行。这种电容器元件内部实现了小电容的无焊接串联。将单元件的额定电压提高到1000V 以上,这样就减少了单台电容器内串联元件数。213自愈式电容器的保护由于自愈式电容器本身结构的特点,电极非常薄,因此,大多采用压力保护。当故障时,由于内部压力增加,外壳形变使压力保护动作,造成电容(下转第31页62电工技术杂志2001年第3期电网建设/改造 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.的组成信息,可以具体到每一零件图的所有信息,如图纸号、路径名称、材料、重量等 。3结论互感器集成CAD

6、系统是在Auto CAD for Win 2dows 平台上进行二次开发的系统。目前系统中110kV 电流互感器部分已经基本完成,系统仍在不断开发完善之中,我们还将开发全系列电流互感器、电压互感器的其他型号的产品设计模块。互感器集成CAD 系统的开发,必将推动整个互感器行业CAD 应用推广的力度,提高行业CAD 水平。参考文献1Kurt Hampe ,Jim Boyce.AU TO CAD 应用开发工具大全.北京清华大学出版社,19942吉晓民.Auto CAD 1210绘图软件包的使用与二次开发技术.西安电子科技大学出版社,19973方铁.Auto CAD C 语言高级编程.北京清华大学出版

7、社,1997A Parameterized CAD System for CurrentT ransformer and Voltage T ransformer DesigningY ang Qian Cui R uihua Jia Wenj un(Hebei University of Technology X ue W andao(Tian Wei Group Abstract By the development of a transformer parameterized CAD system ,we propose a method of designing general 2pu

8、rpose electrical apparatus CAD system.The system is developed under the general CAD software Auto CAD for windows and database management system (DBMS .K eyw ords parameterized CAD system DBMS收稿日期:20010103(上接第26页器两极间短路,使得外部串联熔断器能够动作。3安徽电网使用干式自愈式电容器的可行性分析从以上分析可见,干式自愈式电容器具有干式结构、损耗小、温升低、自愈性能好、耐涌流能力强、电容

9、量损失小、体积小、重量轻、无爆炸燃烧危险、免维护等特点,非常适合城市变电站使用。以马鞍山电网为例,随着两网改造的进行,无功补偿的建设已刻不容缓。在以前的无功补偿建设中,我们的思路总是停留在油浸式集合电容器的选用上,该类产品尽管有其优点,但其体积相对较大,且在实际使用中经常出现渗漏油等现象,不适宜一些老变电所的改造,也给检修带来了一定的难度。例如,我局110kV 北郊变电所由于占地面积小,无室外多余空间可用,这就给该所无功补偿的建设带来困难。现在,我们放宽思路,完全可以采用干式自愈式电容器作为其建设的首选方案,解决这个难题。干式自愈式电容器适宜的条件:户内使用;环境温度类别为-(2025/(4550;海拔高度1000m ;安装场所无有害气体、无导电性或爆炸性尖埃、无强烈机械振动;频率50Hz 。安徽电网完全适用。当然,根据有关资料的介绍,干式自愈式电容器有其不足的一面,最显著的就是其使用寿命相对油浸式电容器短,因为存在自愈过程,所以电容器容量会发生变化,不断减少。但对无功补偿效果影响不大。目前日本、美国研制的干式自愈式电容器寿命一般为10年左右,国产设备要求达到的寿命为10年。根据以上对干式自愈式高压并联电容器的特点、结构、材料、性能等一系列的分析,以及对安徽电网应用此类电容器的可行性分析,可见