变电站电容器的作用

本文格式为Word版，下载可任意编辑——变电站电容器的作用作为电力系统无功补偿和调整电压用的高压并联电容器装置，当其额定电压、额定容量，以及与电网连接方式确定以后，设计选择电容器组的接线方式，便成为关系到电容补偿装置是否安好稳当与经济合理的关键问题。文章根据工程实践处境说明电容器组设计的主要技术原那么，为了保障电容器组的运行安好，提出了在电容器组工程设计时，应留神接线、养护、设备选择与安装布置等相关问题。

电力变电站；电容器组；设计分析；安装布置

随着我国电力事业的进展，我国电网规模在逐步扩大，供电公司其变电站的电容器发生故障也越来越多。在电力工程设计时电容器组的安好运行是设计师考虑的重点。近年来，科技进展使得电容器及其同路配套设备质量有很大程度提高，这都为并联电容器装置发生故障几率大大降低，但实际处境并非如此。由于并联电容器装置是一个整体系统，系统中的全体元件都安装正确并不能保证电容器没有问题。本人由工作阅历得知，接线方式、养护方式和安装方式是并联电容器装置运行中展现最多的问题。本文将对上述问题举行分析议论并提出工程设计时应留神的问题。

1并联电容器装置设计技术原那么

在对电容器组展现的大量故障分析说明，电容器装置设计上存在技术缺陷是导致电容器发生故障的主要理由，以下对电容器装置接线和养护问题举行了探究。

1.1电容器组接线

由于三角形接线在技术上存在担心全因素，运行中又发生了大量的电容器爆裂起火事故，早在1985年公布执行的部颁标准《并联电容器装置设计技术规程》规定采用星形接线取代了三角形接线。由于现阶段电容器组的电压等级为65kV及以下，属于中性点不接地系统，所以，电容器组的中性点也不接地。星形接线又有单星形和双星形之分。根据电压等级和电容器组容量选用。

1.2电容器和电容器组养护

1.2.1单台电容器养护

电容器养护的任务是在单台电容器内部元件发生击穿，其健全元件过电压在安好值范围之内，吸收能量缺乏以引起外壳爆裂前动作，切除故障元件、停运有故障元件的电容器或有故障电容器的电容器组。养护方式有内熔丝、外熔断器和继电养护3种方式。电容器内部元件击穿时，内熔丝动作隔离故障元件，多个元件被隔离后健全元件或单台电容器过电压时，不平衡养护动作于跳闸；外熔断器动作可切除有内部元件故障的电容器：继电养护动作可切除有电容器内部故障的电容器组。电容器组都是由多台电容器组合而成，每台电容器又是由好多电容器元件并联与串联后组合构成，运行中个别电容器内部元件击穿损坏是常有的事，运行中允许电容器个别元件损坏（内熔丝电容器）或一台电容器损坏，但不应影响电容器组的安好运行，更不能使故障扩大造成电容器爆裂着火等恶性事故。所以，务必设置安好稳当的单台电容器内部故障养护。

1.2.2电容器组养护

当电容器组中某个单台电容器发生元件击穿故障，或电容器缺台运行，引起正常电容器过电压达成1.1倍，这时继电养护应动作，停运整组电容器。养护的根本原理是利用电容器组内部相关的两片面之间的电容量之差，形成电流差或电压差构成养护.故称为不平衡养护，可分为：不平衡电流养护和不平衡电压养护，全体电容器组均应装设不平衡养护，根据电容器组的接线方式，可以有不同的选择.这是电容器养护的重要原那么，务必遵循。不平衡养护通常为电容器组短路故障和危及电容器的奇怪状态供给主养护。不平衡养护最重要的作用是在故障扩展前将电容器组立刻退出运行。

2设备选择的有关问题

并联电容器装置的设备选择涉及好多问题，如：断路器、操作过电压养护用避雷器、放电线圈、串联电抗器、电容器和外熔断器等。本文不打定逐一介绍，以下仅对电容器、过电压阻尼装置和串联电抗器的电抗率予以说明。

2.1电容器

电容器选型也涉及诸多问题：介质、绝缘油、套管、元件的并联和串联、内熔丝和内放电电阻等。本文不去一一阐述，仅说明几个相关问题。

（1）单台容量选择。由于电容器生产的进展，厂家的产品容量，好多已超出了产品标准规定的优选容量系列。原那么上说，只要能得志电容器组的容量组合需要和得志安好运行条件，单台容量可以不作限制。但是，从一个地区（或一个单位）打定电容备品考虑，备品型式愈少愈好。同时，要考虑单台电容器容量与电容器组容量相适应，如10kV电容器组，容量3000kvar，假设选用500kvar的单台电容器每相2台组成电容器组，那么单台容量偏大；但是，假设采用单台容量50kvar的电容器，每相将会有20台并联，那么单台容量偏小，台数太多，运行维护麻烦上述2种容量组合都欠妥。假设采用单台容量100kvar的电容器，可以采用外熔断器养护，同时可以得志缺台运行条件，对110kV变电站是对比好的配置；当然，还可以采用334kvar带内熔丝的电容器或3相集合式电容器。

（2）内熔丝电容器。工程中采用内熔丝电容器愈来愈多，这种电容器的优点何在？内熔丝回响于1个电容元件击穿而动作，外熔断器回响于2个以上内部元件串联段击穿而动作；外熔断器动作分散性大、安装要求高、易受气候影响而误动或拒动；内熔丝无安装要求，不受气候影响，动作一致性好；内熔丝动作几乎可以实现4无过渡过程”开断，外熔断器在电容器内部1个串联元件段击穿时将长期不动作；内熔丝动作特性按限流熔断器设计，可以实现“无重击穿”开断，外熔断器属喷逐式熔断器，无论是灭弧机理，还是灭弧介质都不如内熔丝梦想，轻易发生“重击穿”，造成电容器损坏；内熔丝有“自愈式”养护，延长电容器使用寿命，内熔丝动作后，故障被隔离在1个元件范围内.引起的相电压和相电流变化极其微小.单台电容器容量变化约1%，不影响持续使用。外熔断群动作后，单台电容器故障依旧存在，无法持续使用，寿命终结；内熔丝对装置来说不占空间、免安装免维护。应当留神。内熔丝电容器优点虽然好多，并不是全体电容器都可以装设内熔丝（前面已说明）。（3）套管安装。电容器接线端子与瓷套管之间、瓷套管与箱盖之间的连接方式有2种：焊接和辊压式密封连接。后者强度高，漏油率低，优于前者，产品订货时应提出要求。

2.2过电压阻尼装置

无功补偿专业技术人员，研究了各种抑制电容器组操作过电压的方法，过电压阻尼装置已经在工程中应用，并获得了很好的效果。在串联电抗器旁并联过电压阻尼装置（主要由电阻器和真空间隙串联造成），当电容器组操作时，作用在串联电抗器上的电压可使真空间隙击穿放电，将与其串联的电阻器接入回路，电阻器可消耗电磁振荡能量，阻尼回路的过渡过程，抑制电容器组的过电压和过电流。在过渡过程终止后，串联电抗器恢复稳态电压，真空间隙稳当灭弧，将电阻器从回路中断开，制止了功率损耗。采用过电压阻尼装置，可降低操作过电压的陡度和幅值（合闸过电压一般不超过1.5倍，重击穿过电压一般不超过2.2倍），缩短操作渡过程，一般仅维持10～20ms，不再重击穿。

2.3电抗率

根据最近的调查，在500kV变电站中35kV电容器组的电抗率有3种：5%、6%、12%；66kV电容器组的电抗率只有6%一种。330kV变电站与500kV变电站类似。220kV和110kV变电站中的电容器组的电抗率对比多，有0.5%、1%、4.5%、5%、6%、12%、13%等多种。电抗率与单台电容器的额定电压相关，电抗率选取主要考虑串联电抗器的作用：当电网背景谐波很小，串联电抗器仅用于限制合闸涌流时，宜取0.1%～1%。用于抑制谐波，分为以下2种处境：当并联电容器装置接人电网处的背景谐波为5次及以上时，宜取4.5%～5%；当背景谐波为3次及以上时，宜取12%，在同一个变电站里，亦可采用4.5%～6%与12%2种电扰率混装方式（见GB50227--1995标准第5.5.2.2条款）。

3电容器组布置

3.1电容器组布置

在电容器组的布置上，要得志配电装置的布置要求，尽量使电容器组距离重要设备远一点，防止发生电容器爆裂起火事故时扩大影响范围。为了给运行维护创造良好条件，需更加留神。电容器卧式安装的框架相互之间的距离，应得志更换故障电容器时，从架子上向一侧取出电容器需要的最小距离。电容器卧式安装可以降低装置的高度，但为了得志上述要求，占地面积可能需要