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高壓并聯(lián)電容器范文第1篇

關(guān)鍵詞：緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置；特點(diǎn)；分析

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也在快速發(fā)展中。可是由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重、資源面臨消耗殆盡等原因，如何保護(hù)環(huán)境、如何保持可持續(xù)性發(fā)展成為了重要課題。本文對(duì)緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置做了分析。

1 緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置的特點(diǎn)和分析

裝置由集合式II型高壓并聯(lián)電容器、油浸式串聯(lián)電抗器、放電線圈、保護(hù)器件及電纜進(jìn)線箱等組成。電容器、電抗器和放電線圈為一體式全密封油浸式結(jié)構(gòu)。根據(jù)類(lèi)型分別裝設(shè)絕緣油補(bǔ)償裝置、溫度保護(hù)器件。裝置采用近似于零故障的設(shè)計(jì)理念、獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的工藝及設(shè)備，使其具有抗惡劣自然環(huán)境強(qiáng)、占地面積小、運(yùn)行安全可靠、壽命長(zhǎng)、安裝方便、維護(hù)量小等特點(diǎn)。

1.1 抗惡劣自然環(huán)境強(qiáng)

（1）抗地震：直接落地安裝的裝置在抗震方面優(yōu)點(diǎn)明顯，在一旦發(fā)生地震中保持完好的可能性極大，能夠降低地震災(zāi)害造成的損失。（2）抵抗覆冰和鹽害：裝置由于外露的帶電部位極少，能有效的抵抗覆冰和鹽害。（3）抗高強(qiáng)度光照：全密封結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的散熱性能，能讓裝置抵御更強(qiáng)的光照烈度而不會(huì)發(fā)生絕緣介質(zhì)加速老化和容量變化。（4）適用高海拔和晝夜溫差大地區(qū)：增加裝置瓷套爬電裕度或遮蔽帶電部位以應(yīng)對(duì)高海拔地區(qū)防污要求，采用膨脹器補(bǔ)償溫差引起的油量變化。

1.2 占地面積小

以10kV 6000kvar電容器成套裝置為例，緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置占地面積6.67m2；集合式II型電容器裝置占地面積19.2m2。兩種方案相比較，緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置的占地面積僅為集合式II型電容器裝置的三分之一。

1.3 運(yùn)行安全可靠

1.3.1 繼電保護(hù)

35kV 60000kvar電容器組，框架結(jié)構(gòu)由于電壓及容量的關(guān)系，采用開(kāi)口三角保護(hù)時(shí)，得到二次電壓整定值過(guò)小，無(wú)法達(dá)到繼電保護(hù)要求，所以采用橋差保護(hù)。而緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置采用的集合式II型電容器，內(nèi)部采用大容量元件構(gòu)成及不采用內(nèi)熔絲結(jié)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)部一個(gè)元件故障時(shí)，整個(gè)串聯(lián)段退出運(yùn)行，容量變化極大，裝置采用開(kāi)口三角繼電保護(hù)整定值為3.5V左右，當(dāng)相間偏差為1.01時(shí)，初始不平衡保護(hù)整定值為0.8V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開(kāi)口三角保護(hù)的整定值。因此緊湊型集合式高壓并聯(lián)電容器裝置即使采用開(kāi)口三角保護(hù)，也同樣保證電容器故障時(shí)，快速的退出運(yùn)行。

1.3.2 壓力保護(hù)

電容器、電抗器、放電線圈發(fā)生嚴(yán)重故障后，釋放大量氣體而會(huì)引起內(nèi)部壓力增高。裝置裝有壓力釋放閥，當(dāng)內(nèi)部壓力超過(guò)0.05MP時(shí)，釋放內(nèi)部壓力的同時(shí)，也可以發(fā)出繼電保護(hù)信號(hào)，使裝置退出運(yùn)行。

1.3.3 溫度保護(hù)

電容器、電抗器裝有油面溫度控制器，當(dāng)上層油溫超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，可向主控室發(fā)出警報(bào)。也可以通過(guò)PT100向主控室輸出電阻信號(hào)或電流信號(hào)，使監(jiān)控人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的油溫。

1.3.4 防爆防火

裝置采用全封閉結(jié)構(gòu)，油箱外殼由厚度5～20mm的鋼板制成，為了保證油箱機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)滿(mǎn)足抽真空注油工藝，外部焊有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)箱體。保證裝置油箱能承受住0.1MPa負(fù)壓及0.06MPa正壓的機(jī)械強(qiáng)度，而無(wú)損傷及永久性變形。由于箱體結(jié)構(gòu)及完善的保護(hù)措施，保證了裝置在任何情況下都不會(huì)出現(xiàn)爆炸或者失火現(xiàn)象。

1.4 壽命長(zhǎng)

裝置中壽命終結(jié)的具體表現(xiàn)為內(nèi)部絕緣介質(zhì)絕緣失效。而導(dǎo)致內(nèi)部絕緣介質(zhì)絕緣失效的原因主要有溫升過(guò)高引起的熱老化、局部放電引起的電老化、油箱及外部構(gòu)件機(jī)械老化。以下將從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝等方面介紹采用何種措施，確保裝置具有較長(zhǎng)的壽命。

1.4.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

（1）容器設(shè)計(jì)。a.采用較低的電場(chǎng)強(qiáng)度，低場(chǎng)強(qiáng)設(shè)計(jì)是延長(zhǎng)電容器使用壽命最有效的方法之一。b.優(yōu)化元件及芯體設(shè)計(jì)，達(dá)到降低電容器的損耗和改善電場(chǎng)分布。c.增大導(dǎo)體截面積，避免因?yàn)橥髂芰Σ蛔阋鸬陌l(fā)熱。d.增大油隙，避免芯體內(nèi)部局部溫升過(guò)高。（2）電抗器及放電線圈設(shè)計(jì)。a.原材料采用高品質(zhì)取向性冷軋硅鋼片，夾件采用高強(qiáng)度非磁性特種鋼。b.獨(dú)有的屏蔽技術(shù)優(yōu)化磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。c.線圈恒張力卷繞保證線圈的均勻性，線圈恒壓力干燥保證線圈的一致性。d.采用真空浸漬整體固化技術(shù)，損耗和噪音減至最低。e.專(zhuān)有線圈換位技術(shù)，防止渦流損耗。（3）裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。a.采用全密封油箱結(jié)構(gòu)，避免由于裝置滲漏油，引起外部水分進(jìn)入箱體內(nèi)部，破壞電容器絕緣，影響裝置壽命。b.采用進(jìn)口油量補(bǔ)償裝置，用以補(bǔ)償溫度引起的浸漬劑體積變化，使密封的裝置內(nèi)部處于充滿(mǎn)浸漬劑的微正壓狀態(tài)。

1.4.2 產(chǎn)品工藝

（1）嚴(yán)控原材料品質(zhì)。絕緣介質(zhì)的介損對(duì)裝置溫升有比較顯著的影響，故有必要通過(guò)對(duì)原材料性能的控制降低裝置溫升。針對(duì)裝置所用的原材料，與供應(yīng)商簽訂專(zhuān)用的技術(shù)協(xié)議，對(duì)原材料性能指標(biāo)、檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法等進(jìn)行嚴(yán)格要求，其中對(duì)原材料的介損性能進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)定。其次原材料的入廠檢驗(yàn)適當(dāng)?shù)脑黾恿顺闄z范圍和頻率，確保使用的不同批次原材料性能在較高水平上盡量接近。（2）電容器鋁箔采用折邊工藝。鋁箔采用激光切割工藝，元件卷繞時(shí)鋁箔一邊折邊、一邊凸箔，一邊折邊后，邊緣消除毛刺，曲率半徑增大，大大改善邊緣電場(chǎng)畸變，提高元件的局部放電水平，增強(qiáng)耐受過(guò)電壓的能力。（3）電容器獨(dú)特元件的連接方式。元件采用機(jī)械壓接方式，壓接端子為進(jìn)口的專(zhuān)用端子，具有兩項(xiàng)主要優(yōu)點(diǎn)：壓接效果可視化，不會(huì)發(fā)生連接處接觸不良現(xiàn)象；壓接端子經(jīng)過(guò)特殊鈍化處理，不會(huì)發(fā)生毛刺放電。避免導(dǎo)體之間的連接處不良引起局部發(fā)熱。（4）采用獨(dú)特的真空浸漬技術(shù)降低局放量。真空處理采用三步法，真空干燥、真空注油、熱烘試漏分步進(jìn)行，處理終點(diǎn)以處理效果來(lái)判定不以固定時(shí)間來(lái)判定，保證達(dá)到工藝要求，使工藝過(guò)程合理化，科學(xué)化。真空干燥過(guò)程采用雙抽變壓法先進(jìn)工藝，注油過(guò)程采用爐外單抽單注、加壓浸漬工藝，保證浸漬充分。提高了裝置的局部放電水平。（5）添加進(jìn)口環(huán)氧添加劑降低局放量。絕緣油老化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生少量的活性氫離子。在絕緣油中添加進(jìn)口環(huán)氧添加劑，通過(guò)活性鍵吸收絕緣油老化產(chǎn)生的活性氫離子，有效的抑制絕緣油絕緣耐力的下降，減少局放的生成。

1.5 安裝方便免維護(hù)

（1）裝置采用全封閉結(jié)構(gòu)，絕緣油完全與大氣隔離，整個(gè)壽命期內(nèi)無(wú)需油樣檢測(cè)。電容器箱壁采用6mm以上的鋼板雙面焊接，壽命期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)任何漏油點(diǎn)。（2）裝置采用一體化設(shè)計(jì)，外露的帶電部位全部遮蔽，此種布置使得裝置在整個(gè)壽命期間內(nèi)不需要任何維護(hù)。對(duì)于沒(méi)有專(zhuān)業(yè)電容器裝置維護(hù)人員的企業(yè)用戶(hù)，免維護(hù)是非常適用的。（3）裝置運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，不需要出更多的人力物力來(lái)安裝。直接將裝置落在基礎(chǔ)上，電纜接入裝置便可上網(wǎng)運(yùn)行。

2 結(jié)束語(yǔ)

公司幾十年的電力電容器設(shè)計(jì)、制造的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，憑借先進(jìn)科學(xué)的工裝設(shè)備和生產(chǎn)工藝，依托對(duì)產(chǎn)品技術(shù)的深刻研究和全面掌握，以“為客戶(hù)提供滿(mǎn)意的產(chǎn)品和服務(wù)”為宗旨，不斷的進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)和原材料性能的研究和結(jié)合自身設(shè)計(jì)和制造能力，提高產(chǎn)品性能并滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。

參考文獻(xiàn)

高壓并聯(lián)電容器范文第2篇

關(guān)鍵詞：混合氣體絕緣結(jié)構(gòu)集合式高電壓并聯(lián)電容器

隨著目前電力需要量的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，迫切需要難燃、不易污染的輸電設(shè)備。充氣集合式高電壓并聯(lián)電容器便應(yīng)運(yùn)而生。目前在電力電容器市場(chǎng)份額中，充氣集合式高電壓并聯(lián)電容器所占比例越來(lái)越大，單臺(tái)容量也越來(lái)越大，這就迫切需要我們研究、開(kāi)發(fā)出性能更好，更能適應(yīng)市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品。西安西電電力電容器有限責(zé)任公司于2001年成功地研制了BAMHL11／-7200-1×3W產(chǎn)品，并通過(guò)了所有的型式試驗(yàn)，即將在南寧七一變電站掛網(wǎng)運(yùn)行。

-7200-1×3W是在以往產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)。

1內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第一臺(tái)充氣集合式高電壓并聯(lián)電容器產(chǎn)品-2000-1×3W內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：電容器單元立放布置，由于其整臺(tái)容量較小，在設(shè)計(jì)時(shí)選用較大容量的電容器單元，使電容器單元數(shù)量少，且接線方便，出線簡(jiǎn)單。其外形長(zhǎng)寬高比為：長(zhǎng)∶寬∶高＝1．7∶1∶2．1。由此可見(jiàn)該產(chǎn)品外形協(xié)調(diào)、美觀。且已于1999年在呼和浩特順利運(yùn)行。

但通過(guò)這幾年的充氣集合式高電壓并聯(lián)電容器的研究表明：電容器單元立放布置這種結(jié)構(gòu)在容量較大時(shí)，由于電容器單元數(shù)量多，致使其接線復(fù)雜、出線不方便，且其高度低，占地面積大，故不再適合采用這種結(jié)構(gòu)。

新研制的BAMHL11／-7200-1×3W較產(chǎn)品BFMHL11-2000-1×3W容量增大了2倍多，故不宜采用電容器單元立放結(jié)構(gòu)，本產(chǎn)品把電容器單元分3層臥放布置，電容器單元采用新式內(nèi)熔絲結(jié)構(gòu)，并合理改進(jìn)其接線方式和選用可靠的絕緣材料，經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)后，其外形尺寸的長(zhǎng)寬高比為長(zhǎng)∶寬∶高＝1．4∶1∶1．5，該產(chǎn)品外形美觀、結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)、占地面積較小。其各項(xiàng)性能指標(biāo)經(jīng)國(guó)家電力電容器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的測(cè)試，均符合要求，其主要試驗(yàn)結(jié)果如下表：

2筋板

產(chǎn)品BFMHL11-2000-1×3W的外形見(jiàn)圖1.

產(chǎn)品外殼上的筋板是用鋼板彎成，單面焊接在箱壁上，在電容器容量較小時(shí)，電容器外形尺寸較小，故在額定表壓下外殼變形量也較小，該筋板還兼有散熱作用。因筋內(nèi)側(cè)無(wú)法表面處理，在戶(hù)外長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行以后，容易在筋板的下端生成銹跡、影響其外觀。電容器容量較大時(shí)，其外殼表面積較大，這種筋板結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)便更明顯。故經(jīng)過(guò)比較后BAMHL11／-7200-1×3W產(chǎn)品選用10mm×60mm板條為加強(qiáng)筋，兼有散熱功能，板條雙面焊接在箱壁上，所有焊縫均經(jīng)過(guò)打磨和表面處理，這種結(jié)構(gòu)不易生銹，其外形見(jiàn)圖2。經(jīng)試驗(yàn)最大變形量為5mm（0．065MPa時(shí)），滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3絕緣氣體的確定

SF6氣體具有良好的電氣特性和化學(xué)穩(wěn)定性，但其價(jià)格較貴，且對(duì)電場(chǎng)不均勻度較敏感，所以，目前國(guó)內(nèi)外都在研究用SF6的混合氣體來(lái)替代純SF6氣體。

研究表明用廉價(jià)的N2加入適量的SF6氣體就能使這些常見(jiàn)氣體的電氣強(qiáng)度有很大的提高。我們合理改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便能滿(mǎn)足其電氣性能的要求。

目前已獲工業(yè)用N2＋SF6混合氣體采用50％∶50％或60％∶40％，其主要用于高寒地區(qū)斷路器的絕緣媒質(zhì)和滅弧媒質(zhì)。在BAMHL11／-7200-1×3W產(chǎn)品中我們選用適當(dāng)比例的體積比，提高了設(shè)備的絕緣性能。

4小結(jié)

高壓并聯(lián)電容器范文第3篇

1、變電站無(wú)功補(bǔ)償提高10KV配網(wǎng)線路電壓質(zhì)量

在變電站，為了保證電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)功平衡，在設(shè)計(jì)上要配置一定容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。在35KV降壓變電站中主要采用無(wú)功補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器一般連接在變電站10KV母線上。主要目的是接近向配電線路前端（靠近變電站的線路）輸送無(wú)功，提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。并聯(lián)電容器的容量按變電站主變壓器容量的15%-30%原則配置。

變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑恚豪貌⒙?lián)電容器的投、退改變無(wú)功功率在電抗上產(chǎn)生的電壓降的縱向分量的大小，達(dá)到調(diào)壓目的。

假定高壓母線為無(wú)窮大系統(tǒng)，按照母線電壓U1不變。則

如上圖所示：

1）電容器沒(méi)有投入時(shí)，變壓器低壓側(cè)母線電壓U2如下式所示：

U2= （1）

電容器投入時(shí)，假定負(fù)荷不變，變壓器低壓側(cè)母線電壓U2′如下式所示：

U2′= （2）

分析以上兩種情況可以看到:

U2< U2′

即在變電站內(nèi)部投切并聯(lián)電容器，提高10KV配網(wǎng)線路電壓質(zhì)量有一定的積極作用。

在實(shí)際運(yùn)行中往往采用分組是電容器，在設(shè)備銘牌上單組電容器型號(hào)如：BAMH 11/ -600-1×3W，分組式電容器如BAMH 11/ -600+600-1×3W。

按照公式（2）分析很容易得出結(jié)論：分組式電容器在變電站內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓方面更加靈活。

另外，《渭南電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程》明確規(guī)定了：變電站電容器投、停的原則為保證變電站10KV母線電壓在10-10.7KV范圍內(nèi)，投入容量應(yīng)就地補(bǔ)償無(wú)功不向系統(tǒng)到送無(wú)功為原則。分組電容器在本站負(fù)荷較小時(shí)投入一組，負(fù)荷較大時(shí)全部投入。可見(jiàn)，分組式電容器更適合無(wú)功補(bǔ)償、電網(wǎng)電壓調(diào)整和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。

2、調(diào)整變電站主變器分接頭的方式提高10KV配網(wǎng)網(wǎng)線路電壓的方式

變壓器調(diào)壓分為：順調(diào)壓、逆調(diào)壓和常調(diào)壓三種方式。其中：

逆調(diào)壓是在高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓，低谷負(fù)荷時(shí)降低的調(diào)壓方式。順調(diào)壓是在供電線路不長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)不大的情況下，高峰負(fù)荷時(shí)降低電壓，低谷負(fù)荷時(shí)升高電壓的調(diào)壓方式。常調(diào)壓是保持電壓為一基本不變的數(shù)值的調(diào)壓方式。

由于10KV配電線路廣泛采用大樹(shù)干、多分支單向輻射性供電方式。高峰負(fù)荷時(shí)，線路電壓偏低，低谷負(fù)荷時(shí)線路電壓偏高。所以，對(duì)于35KV/10KV降壓變電站大多采用逆調(diào)壓的調(diào)壓方式，即在高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓，低谷負(fù)荷時(shí)降低電壓。

變壓器調(diào)壓的原理；

設(shè)變壓器一次側(cè)電壓為U1，二次側(cè)電壓為U2，變壓器變比為K。因?yàn)椋?/p>

K=

高峰負(fù)荷時(shí)，U2降低，要提高電壓，就需要減少變壓器變比K，即減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)，同理，低谷負(fù)荷時(shí)，U2升高，要降低電壓，就需要增大變壓器變比K，即增加變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)。

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在實(shí)際工作中，要按照《變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，將電容器的投切和變壓器檔位的調(diào)整要相互配合，來(lái)達(dá)到提高10KV配電網(wǎng)線路首端即變電站10KV母線電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，

3、10KV配電線路上裝設(shè)高壓并聯(lián)電容器

10KV配網(wǎng)線路的特點(diǎn)是：負(fù)荷率低，負(fù)荷季節(jié)性波動(dòng)大，配電變壓器的平均負(fù)荷率低，供電半徑長(zhǎng)，無(wú)功消耗多，功率因數(shù)低，線路損耗大，末端電壓質(zhì)量差。所以，在10KV配電線路上宜采用分散補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑏?lái)提高線路的運(yùn)行性能，降低電能損耗，提高網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量。

配電線路分散補(bǔ)償，是指把一定容量的高壓并聯(lián)電容器安裝在供電距離遠(yuǎn)，負(fù)荷重、功率因數(shù)低的10KV架空線路上。如下圖所示：

圖2

10KV配電線路上利用并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償來(lái)提高電壓質(zhì)量的原理：

圖3

假定圖3中AB段線路的阻抗為R+jX

（1）線路電容器不投入時(shí)，線路末端電壓U2如下式所示：

U2= （3）

（2）線路并聯(lián)電容器投入時(shí)，線路末端電壓U2′如下式所示：

U2′= （2）

可見(jiàn)并聯(lián)電容器后，10KV配網(wǎng)線路的電壓質(zhì)量有一定程度的提高。

4、10KV配電線路無(wú)功補(bǔ)償安裝位置的確定和裝設(shè)容量原則

（1）就近補(bǔ)償適應(yīng)于線路主干線長(zhǎng)度超過(guò)10KM，超過(guò)經(jīng)濟(jì)電流密度運(yùn)行的中負(fù)荷吸納路，電壓質(zhì)量差的線路；

（2）防止輕載時(shí)想電網(wǎng)到送無(wú)功，容量選擇以補(bǔ)償局部電網(wǎng)中配電變壓器的空載損耗總值為度。

（3）合理選擇安裝位置。和補(bǔ)償容量

無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝位置選擇應(yīng)符合無(wú)功就地平衡的原則，盡可能減少主干線上無(wú)功電流為目標(biāo)。補(bǔ)償容量以每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)不超過(guò)100-150kvar為依據(jù)。補(bǔ)償位置遵循2n/(2n+1)規(guī)則，每條線路上安裝一處為宜，最多不超過(guò)兩處。

在實(shí)際運(yùn)行中，在設(shè)備選型方面，要盡可能選擇具有根據(jù)電壓質(zhì)量和負(fù)荷變化情況自動(dòng)投切功能的高壓線路并聯(lián)電容器。

高壓并聯(lián)電容器范文第4篇

【關(guān)鍵詞】電力變電站；電容器組；設(shè)計(jì)分析；安裝布置

隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模在逐步擴(kuò)大，供電公司其變電站的電容器發(fā)生故障也越來(lái)越多。在電力工程設(shè)計(jì)時(shí)電容器組的安全運(yùn)行是設(shè)計(jì)師考慮的重點(diǎn)。近年來(lái)，科技發(fā)展使得電容器及其同路配套設(shè)備質(zhì)量有很大程度提高，這都為并聯(lián)電容器裝置發(fā)生故障幾率大大降低，但實(shí)際情況并非如此。因?yàn)椴⒙?lián)電容器裝置是一個(gè)整體系統(tǒng)，系統(tǒng)中的所有元件都安裝正確并不能保證電容器沒(méi)有問(wèn)題。本人由工作經(jīng)驗(yàn)得知，接線方式、保護(hù)方式和安裝方式是并聯(lián)電容器裝置運(yùn)行中出現(xiàn)最多的問(wèn)題。本文將對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行分析討論并提出工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

1 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)原則

在對(duì)電容器組出現(xiàn)的大量故障分析表明，電容器裝置設(shè)計(jì)上存在技術(shù)缺陷是導(dǎo)致電容器發(fā)生故障的主要原因，以下對(duì)電容器裝置接線和保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行了探究。

1.1 電容器組接線

由于三角形接線在技術(shù)上存在不安全因素，運(yùn)行中又發(fā)生了大量的電容器爆裂起火事故，早在1985年頒布執(zhí)行的部頒標(biāo)準(zhǔn)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定采用星形接線取代了三角形接線。由于現(xiàn)階段電容器組的電壓等級(jí)為65 kV及以下，屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以，電容器組的中性點(diǎn)也不接地。星形接線又有單星形和雙星形之分。根據(jù)電壓等級(jí)和電容器組容量選用。

1.2電容器和電容器組保護(hù)

1.2.1單臺(tái)電容器保護(hù)

電容器保護(hù)的任務(wù)是在單臺(tái)電容器內(nèi)部元件發(fā)生擊穿，其健全元件過(guò)電壓在安全值范圍之內(nèi)，吸收能量不足以引起外殼爆裂前動(dòng)作，切除故障元件、停運(yùn)有故障元件的電容器或有故障電容器的電容器組。保護(hù)方式有內(nèi)熔絲、外熔斷器和繼電保護(hù)3種方式。電容器內(nèi)部元件擊穿時(shí)，內(nèi)熔絲動(dòng)作隔離故障元件，多個(gè)元件被隔離后健全元件或單臺(tái)電容器過(guò)電壓時(shí)，不平衡保護(hù)動(dòng)作于跳閘；外熔斷器動(dòng)作可切除有內(nèi)部元件故障的電容器：繼電保護(hù)動(dòng)作可切除有電容器內(nèi)部故障的電容器組。電容器組都是由多臺(tái)電容器組合而成，每臺(tái)電容器又是由很多電容器元件并聯(lián)與串聯(lián)后組合構(gòu)成，運(yùn)行中個(gè)別電容器內(nèi)部元件擊穿損壞是常有的事，運(yùn)行中允許電容器個(gè)別元件損壞（內(nèi)熔絲電容器）或一臺(tái)電容器損壞，但不應(yīng)影響電容器組的安全運(yùn)行，更不能使故障擴(kuò)大造成電容器爆裂著火等惡性事故。所以，必須設(shè)置安全可靠的單臺(tái)電容器內(nèi)部故障保護(hù)。

1.2.2電容器組保護(hù)

當(dāng)電容器組中某個(gè)單臺(tái)電容器發(fā)生元件擊穿故障，或電容器缺臺(tái)運(yùn)行，引起正常電容器過(guò)電壓達(dá)到1.1倍，這時(shí)繼電保護(hù)應(yīng)動(dòng)作，停運(yùn)整組電容器。保護(hù)的基本原理是利用電容器組內(nèi)部相關(guān)的兩部分之間的電容量之差，形成電流差或電壓差構(gòu)成保護(hù).故稱(chēng)為不平衡保護(hù)，可分為：不平衡電流保護(hù)和不平衡電壓保護(hù)，所有電容器組均應(yīng)裝設(shè)不平衡保護(hù)，根據(jù)電容器組的接線方式，可以有不同的選擇.這是電容器保護(hù)的重要原則，必須遵循。不平衡保護(hù)通常為電容器組短路故障和危及電容器的異常狀態(tài)提供主保護(hù)。不平衡保護(hù)最重要的作用是在故障擴(kuò)展前將電容器組立即退出運(yùn)行。

2 設(shè)備選擇的有關(guān)問(wèn)題

并聯(lián)電容器裝置的設(shè)備選擇涉及很多問(wèn)題，如：斷路器、操作過(guò)電壓保護(hù)用避雷器、放電線圈、串聯(lián)電抗器、電容器和外熔斷器等。本文不準(zhǔn)備逐一介紹，以下僅對(duì)電容器、過(guò)電壓阻尼裝置和串聯(lián)電抗器的電抗率予以說(shuō)明。

2.1 電容器

電容器選型也涉及諸多問(wèn)題：介質(zhì)、絕緣油、套管、元件的并聯(lián)和串聯(lián)、內(nèi)熔絲和內(nèi)放電電阻等。本文不去一一闡述，僅說(shuō)明幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題。

（1）單臺(tái)容量選擇。由于電容器生產(chǎn)的發(fā)展，廠家的產(chǎn)品容量，很多已超出了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)選容量系列。原則上說(shuō)，只要能滿(mǎn)足電容器組的容量組合需要和滿(mǎn)足安全運(yùn)行條件，單臺(tái)容量可以不作限制。但是，從一個(gè)地區(qū)（或一個(gè)單位）準(zhǔn)備電容備品考慮，備品型式愈少愈好。同時(shí)，要考慮單臺(tái)電容器容量與電容器組容量相適應(yīng)，如10 kV電容器組，容量3 000 kvar，假設(shè)選用500 kvar的單臺(tái)電容器每相2臺(tái)組成電容器組，則單臺(tái)容量偏大；但是，如果采用單臺(tái)容量50 kvar的電容器，每相將會(huì)有20臺(tái)并聯(lián)，則單臺(tái)容量偏小，臺(tái)數(shù)太多，運(yùn)行維護(hù)麻煩上述2種容量組合都欠妥。如果采用單臺(tái)容量100 kvar的電容器，可以采用外熔斷器保護(hù)，同時(shí)可以滿(mǎn)足缺臺(tái)運(yùn)行條件，對(duì)110 kV變電站是比較好的配置；當(dāng)然，還可以采用334 kvar帶內(nèi)熔絲的電容器或3相集合式電容器。

（2）內(nèi)熔絲電容器。工程中采用內(nèi)熔絲電容器愈來(lái)愈多，這種電容器的優(yōu)點(diǎn)何在？?jī)?nèi)熔絲反應(yīng)于1個(gè)電容元件擊穿而動(dòng)作，外熔斷器反應(yīng)于2個(gè)以上內(nèi)部元件串聯(lián)段擊穿而動(dòng)作；外熔斷器動(dòng)作分散性大、安裝要求高、易受氣候影響而誤動(dòng)或拒動(dòng)；內(nèi)熔絲無(wú)安裝要求，不受氣候影響，動(dòng)作一致性好；內(nèi)熔絲動(dòng)作幾乎可以實(shí)現(xiàn)4無(wú)過(guò)渡過(guò)程”開(kāi)斷，外熔斷器在電容器內(nèi)部1個(gè)串聯(lián)元件段擊穿時(shí)將長(zhǎng)期不動(dòng)作；內(nèi)熔絲動(dòng)作特性按限流熔斷器設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)重?fù)舸遍_(kāi)斷，外熔斷器屬?lài)娭鹗饺蹟嗥鳎瑹o(wú)論是滅弧機(jī)理，還是滅弧介質(zhì)都不如內(nèi)熔絲理想，容易發(fā)生“重?fù)舸保斐呻娙萜鲹p壞；內(nèi)熔絲有“自愈式”保護(hù)，延長(zhǎng)電容器使用壽命，內(nèi)熔絲動(dòng)作后，故障被隔離在1個(gè)元件范圍內(nèi).引起的相電壓和相電流變化極其微小.單臺(tái)電容器容量變化約1%，不影響繼續(xù)使用。外熔斷群動(dòng)作后，單臺(tái)電容器故障仍然存在，無(wú)法繼續(xù)使用，壽命終結(jié)；內(nèi)熔絲對(duì)裝置來(lái)說(shuō)不占空間、免安裝免維護(hù)。應(yīng)當(dāng)注意。內(nèi)熔絲電容器優(yōu)點(diǎn)雖然很多，并不是所有電容器都可以裝設(shè)內(nèi)熔絲（前面已說(shuō)明）。

（3）套管安裝。電容器接線端子與瓷套管之間、瓷套管與箱蓋之間的連接方式有2種：焊接和輥壓式密封連接。后者強(qiáng)度高，漏油率低，優(yōu)于前者，產(chǎn)品訂貨時(shí)應(yīng)提出要求。

2.2過(guò)電壓阻尼裝置

無(wú)功補(bǔ)償專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，研究了各種抑制電容器組操作過(guò)電壓的方法，過(guò)電壓阻尼裝置已經(jīng)在工程中應(yīng)用，并獲得了很好的效果。在串聯(lián)電抗器旁并聯(lián)過(guò)電壓阻尼裝置（主要由電阻器和真空間隙串聯(lián)造成），當(dāng)電容器組操作時(shí)，作用在串聯(lián)電抗器上的電壓可使真空間隙擊穿放電，將與其串聯(lián)的電阻器接入回路，電阻器可消耗電磁振蕩能量，阻尼回路的過(guò)渡過(guò)程，抑制電容器組的過(guò)電壓和過(guò)電流。在過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，串聯(lián)電抗器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)電壓，真空間隙可靠滅弧，將電阻器從回路中斷開(kāi)，避免了功率損耗。采用過(guò)電壓阻尼裝置，可降低操作過(guò)電壓的陡度和幅值（合閘過(guò)電壓一般不超過(guò)1.5倍，重?fù)舸┻^(guò)電壓一般不超過(guò)2.2倍），縮短操作渡過(guò)程，一般僅維持10～20ms，不再重?fù)舸?/p>

2.3電抗率

根據(jù)最近的調(diào)查，在500 kV變電站中35 kV電容器組的電抗率有3種：5%、6%、12%；66 kV電容器組的電抗率只有6%一種。330 kV變電站與500 kV變電站類(lèi)似。220 kV和110 kV變電站中的電容器組的電抗率比較多，有0.5%、1%、4.5%、5%、6%、12%、13%等多種。電抗率與單臺(tái)電容器的額定電壓相關(guān)，電抗率選取主要考慮串聯(lián)電抗器的作用：當(dāng)電網(wǎng)背景諧波很小，串聯(lián)電抗器僅用于限制合閘涌流時(shí)，宜取0.1%～1%。用于抑制諧波，分為下列2種情況：當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接人電網(wǎng)處的背景諧波為5次及以上時(shí)，宜取4.5%～5%；當(dāng)背景諧波為3次及以上時(shí)，宜取12%，在同一個(gè)變電站里，亦可采用4.5%～6%與12%2種電擾率混裝方式（見(jiàn)GB 50227--1995標(biāo)準(zhǔn)第5.5.2.2條款）。

3 電容器組布置

3.1電容器組布置

在電容器組的布置上，要滿(mǎn)足配電裝置的布置要求，盡量使電容器組距離重要設(shè)備遠(yuǎn)一點(diǎn)，防止發(fā)生電容器爆裂起火事故時(shí)擴(kuò)大影響范圍。為了給運(yùn)行維護(hù)創(chuàng)造良好條件，需特別注意。電容器臥式安裝的框架相互之間的距離，應(yīng)滿(mǎn)足更換故障電容器時(shí)，從架子上向一側(cè)取出電容器需要的最小距離。電容器臥式安裝可以降低裝置的高度，但為了滿(mǎn)足上述要求，占地面積可能需要增大。

4 結(jié)束語(yǔ)

保證并聯(lián)電容器裝置安全運(yùn)行是工程設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，除了應(yīng)選擇質(zhì)量好的電容器產(chǎn)品和性能好的配套設(shè)備，還必須注意無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的最新發(fā)展，以便在工程設(shè)計(jì)時(shí)確定正確合理的技術(shù)原則。特別應(yīng)該注意的是接線方式和保護(hù)方式的適用條件、設(shè)備選擇時(shí)應(yīng)注意內(nèi)熔絲電容器和外熔斷器的適用條件、電容器安裝與布置首先應(yīng)滿(mǎn)足安全要求，其次要有利于運(yùn)行維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]許志紅.巢志洲.張培銘.陳麗安.用于控制電容器組投切的新型智能交流接觸器[期刊論文]-低壓電器2006（1）

高壓并聯(lián)電容器范文第5篇

[關(guān)鍵詞]電容器 電抗器 諧波

中圖分類(lèi)號(hào)：F415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）16-0051-02

一、前言

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。為了減少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供無(wú)功功率，降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，所以需要在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供感性負(fù)荷所消耗的無(wú)功功率。但是電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)很多電氣設(shè)備和用電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)都會(huì)產(chǎn)生諧波，只不過(guò)一般情況下對(duì)電網(wǎng)波形影響不大，不會(huì)危及正常的供電和用電，但某些情況則不同，如變壓器鐵心飽和、電弧爐煉鋼、大型整流設(shè)備，都會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的諧波干擾，不僅會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，而且會(huì)使電壓波動(dòng)、閃變、三相不平衡影響供電質(zhì)量。另外隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，在供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負(fù)載，如低壓小容量家用電器和高壓大容量的工業(yè)用交、直流變換裝置，引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，從而引起電網(wǎng)的諧波“污染”。這不僅會(huì)導(dǎo)致供用電設(shè)備本身的安全性降低，而且會(huì)嚴(yán)重削弱和干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，形成了對(duì)電網(wǎng)的“公害”，并且嚴(yán)重影響電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的安全運(yùn)行。同時(shí)并聯(lián)電容器在合閘過(guò)程中形成的合閘涌流也會(huì)對(duì)電容器產(chǎn)生很大的危害。在并聯(lián)電容器裝置串聯(lián)電抗器是抑制高次諧波和限制合閘涌流的有效手段，防止諧波及合閘涌流對(duì)電容器造成危害，避免電容器裝置的接入對(duì)電網(wǎng)諧波的過(guò)度放大和諧振發(fā)生。本文著重就串聯(lián)電抗器抑制諧波及限制合閘涌流的作用展開(kāi)分析。

二、電抗器的分類(lèi)

電氣回路的主要組成部分有電阻、電容和電感。電感具有抑制電流變化的作用，通常把具有電感作用的繞線式的靜止感應(yīng)裝置稱(chēng)為電抗器。在電網(wǎng)中采用的電抗器，實(shí)際上是一個(gè)沒(méi)有導(dǎo)磁材料的空心電感線圈。

按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)電抗器分為：空心式、鐵芯式、干式、油浸式等，例如干式空心電抗器、干式鐵芯電抗器、油浸鐵芯電抗器等。

按接法電抗器分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器。

按用途電抗器分為限流電抗器、濾波電抗器、補(bǔ)償電抗器等。

三、電抗器的特性

1.鐵芯電抗器

優(yōu)點(diǎn)是損耗小，電磁兼容性較好，體積小。缺點(diǎn)是噪聲大、電抗器線性度差、能引起漏磁，局部過(guò)熱，易發(fā)生磁飽和，燒毀線圈。系統(tǒng)過(guò)壓、過(guò)流和諧波的影響，致使鐵芯過(guò)飽和電抗值急劇下降，抑制諧波的能力下降，抗短路電流能力低。干式鐵芯式電抗器除上述缺點(diǎn)外，還不能在室外運(yùn)行。

2.干式空芯電抗器

干式空心電抗器結(jié)構(gòu)上不用任何鐵磁性材料，因此，線性度大大優(yōu)于鐵芯電抗器，具有很強(qiáng)的限制短路電流的能力而且噪音小。但由于沒(méi)有鐵芯，繞組中通過(guò)單位電流所產(chǎn)生的磁通較小，所以體積較大，同時(shí)損耗也要比鐵芯電抗器大。再有空心電抗器附近存在磁導(dǎo)體的話，將使電抗值升高，在正常情況下電抗器的磁通在空氣中形成回路，但安裝場(chǎng)所屋頂、地面、墻壁、圍欄等如有鐵鋼等磁性材料存在，則會(huì)在其中引起發(fā)熱，因此空心電抗器在安裝時(shí)對(duì)周?chē)矬w有一定距離要求，同時(shí)為避免相鄰兩組電抗器相互影響，同樣也需要保持一定距離。

四、電容器投入時(shí)的涌流

無(wú)功補(bǔ)償電容器在投運(yùn)合閘瞬間往往會(huì)產(chǎn)生沖擊性合閘涌流，這是因?yàn)槭状魏祥l的電容器處于未充電狀態(tài)，流入電容器的電流僅受回路阻抗的限制。因該回路接近短路狀態(tài)，回路阻抗很小，故而會(huì)產(chǎn)生很大沖擊涌流。涌流的頻率很高，幅值比電容器正常工作電流大幾倍到幾十倍。電容器的涌流由工頻部分和高頻部分組成。工頻部分就是電容器中流過(guò)的穩(wěn)態(tài)電流，高頻部分為暫態(tài)電流。暫態(tài)電流的持續(xù)時(shí)間很短，根據(jù)國(guó)內(nèi)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，20倍的涌流對(duì)設(shè)備不會(huì)造成傷害。

在變電站中，為了運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的方便，將電容器分為幾組并聯(lián)聯(lián)接。一般各組電容器容量相等，分別經(jīng)高壓斷路器聯(lián)接在母線上。當(dāng)要求各組電容器全部或部分投入時(shí)，應(yīng)按順序投入。當(dāng)投入第一組涌流一般不會(huì)造成危害；投入第二組時(shí)，已帶電的第一組電容器將向第二組電容器充電，產(chǎn)生很大的涌流，比第一組電容器投入時(shí)嚴(yán)重得多。同理，在投入第三組及更多組時(shí)涌流將更大。如果涌流過(guò)大可能造成高壓斷路器觸頭熔焊、燒損；涌流產(chǎn)生的電動(dòng)力可能造成零件損壞，設(shè)備絕緣損傷。

五、電抗器對(duì)合閘涌流的限制

當(dāng)在電容器組回路中串聯(lián)電抗器后，增大了電路的感抗，使電容器的放電電流減小。可以把合閘涌流抑制在1+電抗率倒數(shù)的平方根倍以下。根據(jù)國(guó)內(nèi)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，20倍的涌流對(duì)設(shè)備不會(huì)造成傷害。所以通常要求應(yīng)將涌流限制在電容器額定電流的20倍以下，為了不發(fā)生諧波放大，要求串聯(lián)電抗器的伏安特性盡量為線性。網(wǎng)絡(luò)諧波較小時(shí)，采用限制涌流的電抗器；電抗在（0.1%-1%）Xc（Xc為電容器容抗）左右即可將涌流限制在額定電流的10倍以下，以減少電抗器的有功損耗。當(dāng)需要考慮網(wǎng)絡(luò)諧波問(wèn)題時(shí)，串入電抗為6%的電抗器可將涌流限制在5倍左右。串入電抗為12%的電抗器可將涌流限制在3倍左右。有了串聯(lián)電抗器，不論是投入單組電容器，或是運(yùn)行多組，其合閘涌流的危害均不會(huì)再成為問(wèn)題。

六、電網(wǎng)中的諧波及其產(chǎn)生的原因

對(duì)于交流電，人們希望的波形是正弦波形，因?yàn)檫@樣可以減少鐵損并提高效率。但是，電網(wǎng)中存在的除基波電壓、電流以外，還因?yàn)槟承┰O(shè)備和負(fù)荷具有非線性特性，從而產(chǎn)生高次諧波分量即為電網(wǎng)諧波。

近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，非線性用電負(fù)荷以及可控硅大量應(yīng)用，當(dāng)電力系統(tǒng)中存在某些設(shè)備和負(fù)荷具有非線性特性時(shí)，所加電壓與產(chǎn)生的電流不成線性關(guān)系，將會(huì)造成電力系統(tǒng)的正弦波形畸變，出現(xiàn)高次諧波，即產(chǎn)生諧波電壓和電流。如換流設(shè)備、調(diào)壓裝置、電氣化鐵路、電弧爐、家用電器以及各種電子節(jié)能控制設(shè)備等。這些設(shè)備即使供給它理想的正弦波電壓，它們采用的電流也是非線性的電流，這些設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流會(huì)注入電力系統(tǒng)，使系統(tǒng)各處電壓產(chǎn)生諧波分量，對(duì)電力網(wǎng)造成污染。同時(shí)，諧波電流在網(wǎng)絡(luò)的阻抗上產(chǎn)生壓降，使正弦電壓波形發(fā)生畸變；另一方面電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)電容器的投入往往使母線電壓的畸變加劇，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)的并聯(lián)諧振。

做為諧波源，非線性設(shè)備可劃分為：傳統(tǒng)非線性設(shè)備，包括變壓器、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)以及電弧爐等；現(xiàn)代電力電子非線性設(shè)備，包括熒光燈、在工業(yè)界和現(xiàn)代辦公設(shè)備中廣泛使用的電子控制裝置和開(kāi)關(guān)、電源、晶閘管控制設(shè)備等。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)地區(qū)變電站進(jìn)行諧波測(cè)試和分析，證明系統(tǒng)中存在的各次高次諧波分量，以3、5、7次諧波分量較大，而且不少變電站在并聯(lián)電容器組投入后，母線電壓諧波分量顯著增加。因此，對(duì)電容器投入引起的諧波電壓畸變加劇和使電容器過(guò)電流問(wèn)題，應(yīng)分析它們之間的影響，進(jìn)而采取有效措施。

七、諧波對(duì)電力電容器的危害

為了補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，常在負(fù)荷處裝有并聯(lián)電容器組。在工頻頻率的情況下，這些電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多，不會(huì)產(chǎn)生諧振。但是對(duì)于諧波頻率而言，系統(tǒng)的感抗大大增加，而容抗大大減小，就可以產(chǎn)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波電流放大。

由于容抗與電源頻率成反比，當(dāng)高次諧波電壓作用于電容器組上時(shí)，因高頻率諧波使電容器容抗減小，所以通過(guò)電容器內(nèi)的電流增大；換言之，此時(shí)，在基波電流的基礎(chǔ)上又增添了電流諧波分量，這樣波形勢(shì)必發(fā)生畸變，結(jié)果使系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生諧波過(guò)電壓疊加于原電壓上，造成電壓波形畸變放大。同時(shí)，通過(guò)電容器組的電流還與其電容量有關(guān)，容量愈大，容抗愈小，進(jìn)而使電流更大，故在投入大容量電容器組時(shí)，上述畸變過(guò)電壓更為嚴(yán)重。諧波過(guò)電壓不僅會(huì)使系統(tǒng)電流、電壓的波形發(fā)生畸變，而且還會(huì)造成電容器組的損耗功率增加，導(dǎo)致電容器過(guò)負(fù)荷、異常發(fā)熱、介質(zhì)材料老化、電容值變化、振動(dòng)及異常噪聲，最終導(dǎo)致電容器組被燒毀發(fā)生事故。同時(shí)影響控制、保護(hù)、檢測(cè)裝置的工作精度及工作可靠性。引起過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)作、熔斷器熔絲熔斷、電容器組無(wú)法合閘等事故或障礙。尤其當(dāng)電容器組距離諧波較近處，所造成的后果更為嚴(yán)重。

八、并聯(lián)電容器對(duì)諧波的放大

并聯(lián)電容器之所以能夠引起諧波放大，在于電容器回路在諧波頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)容性。在工頻頻率情況下，電容器的容抗比系統(tǒng)感抗大得多，不會(huì)產(chǎn)生諧振。但是，對(duì)于諧波頻率而言，系統(tǒng)感抗大大增加，而容抗大大減少。電容器的電抗隨著頻率的升高而減小，這使得電容器成為諧波的吸收點(diǎn)。裝有并聯(lián)電容器的變電站，當(dāng)10kV或35kV母線上接有諧波源用戶(hù)時(shí)，電容器和電源電感有可能結(jié)合構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。在諧振情況下，諧波被放大，最終的電壓會(huì)大大高于電壓的額定值并導(dǎo)致電容器損壞或熔絲熔斷。

九、電抗器對(duì)諧波的抑制作用

并聯(lián)電容器在一定參數(shù)下會(huì)對(duì)諧波起放大作用，危及電容器本身和附近電氣設(shè)備的安全。通過(guò)改變電容器組的無(wú)功出力可以改變諧振頻率。減少電容器容抗，高次諧波不會(huì)被放大。要使容抗減小即增大電容器容量。但是，用增加電容器容量的方法是不合理的，最有效的措施是在電容器回路中串聯(lián)電抗器。當(dāng)電容器回路呈電感性時(shí)，電容器回路和系統(tǒng)阻抗并聯(lián)分流，可使流入系統(tǒng)的諧波電流減小。當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償電容器組接入電網(wǎng)存在有高次諧波時(shí)，電容器組對(duì)n次諧波的容抗降為，系統(tǒng)感抗對(duì)n次諧波的感抗升高為。在電網(wǎng)存在有n此諧波電流時(shí)，如果符合=的條件，則將產(chǎn)生n次諧波的諧振現(xiàn)象。其n次諧波電流與基波電流迭加后，使流過(guò)電容器的電流驟增，此時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電流必將危及電容器的自身安全。同時(shí)，諧波電流在系統(tǒng)阻抗上產(chǎn)生的諧波電壓與電源電壓迭加后產(chǎn)生過(guò)電壓，此過(guò)電壓也會(huì)威脅到電容器的安全運(yùn)行。

采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償構(gòu)成的電路中，若電容器支路與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，此時(shí)，諧振點(diǎn)的諧振次數(shù)為：

=

式中：----系統(tǒng)等值諧波短路電抗

----電抗器基波電抗

----電容器基波電抗（/=A，A為電抗率）

從上式看出，串入電抗器電感量越大，則諧波次數(shù)越低，因而，可通過(guò)串入電抗器電感量的大小來(lái)控制并聯(lián)諧振點(diǎn)，從而達(dá)到避開(kāi)諧波源中的各次諧波。由此可見(jiàn)，在補(bǔ)償電容器回路中串聯(lián)一定電抗率的電抗器，即能有效地避開(kāi)諧振點(diǎn)。

在電容器接入處電網(wǎng)存在高次諧波時(shí)，當(dāng)諧波次數(shù)大于諧振點(diǎn)的諧波次數(shù)時(shí)，電容器回路阻抗呈感抗，此時(shí)諧波電流全部流入電容器回路中，故而電容器對(duì)諧波電流不起放大作用。但在諧波次數(shù)小于諧振點(diǎn)的諧波次數(shù)時(shí)，電容器回路阻抗特性呈容抗，此時(shí)串聯(lián)的電抗器不會(huì)起到抑制諧波的作用，反而對(duì)諧波電流起到放大作用。為此在電容器回路串聯(lián)的電抗器不能任意組合，一定要考慮接入處電網(wǎng)的諧波背景，只有根據(jù)諧波背景選擇合適的電抗率的電抗器，才能起到抑制高次諧波的作用。

當(dāng)補(bǔ)償電容器接入處電網(wǎng)含有多種諧波成分，并且含量都較大時(shí)，串聯(lián)電抗器電抗率可按下式確定，此時(shí)該電容器支路對(duì)于較大含量的各次諧波均不會(huì)產(chǎn)生較大作用。

XL=a/n2

式中：a---可靠系數(shù)（一般取a=1.2----1.5）

---電容器組基波電抗

n-----具有較大含量的最低諧波次數(shù)

十、串聯(lián)電抗器電抗率的選擇

在電容器組與電抗器的串聯(lián)回路中，串聯(lián)電抗器的電抗值與電容器組的容抗之比就是改組電容器裝置的電抗率。電抗率是串聯(lián)電抗器的重要參數(shù)，電抗率大小直接影響著它的作用。選用電抗率要根據(jù)它的作用來(lái)確定。

1.當(dāng)電網(wǎng)中諧波含量甚少，裝設(shè)串聯(lián)電抗器的目的僅為了限制電容器追加投入時(shí)的涌流，電抗率可選得比較小，一般為0.1%～1%，在計(jì)及回路連接電感影響后，可將合閘涌流限制到允許范圍。在電抗率選取時(shí)可根據(jù)回路連線的長(zhǎng)短確定靠近上限或下限。

2.當(dāng)電網(wǎng)中存在的諧波不可忽視時(shí)，則應(yīng)考慮利用串聯(lián)電抗器抑制諧波。為了確定合理的電抗率，應(yīng)查明電網(wǎng)中背景諧波含量，以期取得較佳效果。電網(wǎng)中通常存在一個(gè)或兩個(gè)主諧波，且多個(gè)為低次諧波。為了達(dá)到抑制諧波的目的，電抗率配置應(yīng)使電容器接入處綜合諧波阻抗呈感性。通常電抗率應(yīng)這樣配置：

3.當(dāng)電網(wǎng)背景諧波為5次及以上時(shí)，可配置電抗率4.5～6%。因6%的電抗器有明顯的放大3次諧波作用，因此，在抑制5次及以上諧波，同時(shí)有要兼顧減小3次諧波的放大，電抗率可選用4.5%

4.當(dāng)電網(wǎng)背景諧波為3次及以上時(shí)，電抗率配置方案有兩種：全部配12%電抗率或采用4.5%～6%與12%兩種電抗率相結(jié)合。采用兩種電抗率進(jìn)行組合的條件是：電容器組數(shù)較多，為了節(jié)省投資和減少電抗器消耗的容性無(wú)功。

十一、電抗器的安裝位置

根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50227-1995規(guī)定：串聯(lián)電抗器宜裝設(shè)于電容器組的中性點(diǎn)側(cè)。當(dāng)裝設(shè)于電容器組的電源側(cè)時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定電流。

串聯(lián)電抗器無(wú)論裝在電源側(cè)或中性點(diǎn)側(cè)，從限制合閘涌流和抑制諧波來(lái)說(shuō)都是一樣的。但是，串聯(lián)電抗器裝在中性點(diǎn)側(cè)，正常運(yùn)行串聯(lián)電抗器承受的對(duì)地電壓低，可不受短路電流的沖擊，對(duì)動(dòng)、熱穩(wěn)定電流沒(méi)有特殊要求，可減少事故，使運(yùn)行更加安全，而且可采用普通電抗器產(chǎn)品，價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。電抗器裝在電源側(cè)時(shí)運(yùn)行條件苛刻，因它承受短路電流的沖擊，對(duì)地電壓也高（相對(duì)于中性點(diǎn)），因而對(duì)動(dòng)、熱穩(wěn)定要求高，甚至高強(qiáng)度的加強(qiáng)型電抗器也難于滿(mǎn)足運(yùn)行要求。

十二、結(jié)論

電容器合閘涌流可以通過(guò)在電容器組上接入串聯(lián)電抗器進(jìn)行限制。但是，電力系統(tǒng)中，諧波對(duì)并聯(lián)電容器的運(yùn)行影響更為突出，高次諧波會(huì)導(dǎo)致電容器過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷，使電容器發(fā)熱、絕緣老化，從而縮短電容器的使用壽命；而并聯(lián)電容器也會(huì)引起系統(tǒng)諧波阻抗特性的改變和諧波電流的放大，對(duì)電容器本身及其附近的電氣設(shè)備造成威脅。對(duì)諧波的抑制可以在對(duì)大容量非線性負(fù)荷用戶(hù)加強(qiáng)管理的同時(shí)采取措施降低諧波源諧波含量，也可以通過(guò)在電容器回路中串接電抗率合適的電抗器等來(lái)限制系統(tǒng)諧波對(duì)并聯(lián)電容器的不利影響。在一個(gè)變電所中，可按上述方式配置不同電抗率的串聯(lián)電抗器。當(dāng)涉及到一個(gè)局部電網(wǎng)的諧波控制時(shí)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上優(yōu)化電抗率配置是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)列項(xiàng)進(jìn)行專(zhuān)題研究。由于諧波計(jì)算沒(méi)有統(tǒng)一意見(jiàn)，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)具體規(guī)定，為了對(duì)諧波放大作粗略計(jì)算，可參照目前國(guó)內(nèi)的一些諧波專(zhuān)題研究中推薦的公式，以便對(duì)設(shè)計(jì)作出估計(jì)，但最終仍需要在工程投運(yùn)時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整，以確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

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