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1、干式自愈式并联电容器组的应用探讨摘 要: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。 关键字:干式自愈式高压并联电容器 可行性一、干式自愈式电容器的特点 1.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,介质必须采用两层以上,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1/10
2、0m)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,电容器的金属化极板镀层越薄越好,越簿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(见附图),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
3、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。附 图 2.金属化镀层特点 对于自愈式电容器元件来说,决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:(1)Al金属化;(2)Zn-Al金属化复合; (3)Zn-Ag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-Al金属化复合膜利 用了Zn膜电容
4、量稳定性好和Al膜储存期长的优点,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-Ag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-Ag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。 3.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器两
5、极间短路,使得外部串联熔断器能够动作。二、安徽电网使用干式自愈式电容器的可行性分析 以马鞍山电网为例,随着两网改造的进行,无功补偿的建设已是刻不容缓的工作。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,不适宜于一些老变电所的改造工作,也给检修工作带来了一定的难度。例如,我 局110kV北郊变由于占地面积小,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,我们采用干式自愈式电容器作为其建设的首选方案,解决 了这个难题。 我们再看看干式自愈式电容器适宜的条件:户内使用;环境温度类别为-20-25/4550;海拔高度1000m;安装场所无有害气体、无导电性或爆炸性尘埃、无强烈机械振动;频率50Hz。安徽电网完全适用。 当然,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
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