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电容器组如何分组?

已有 292 次阅读2014-10-7 10:31

1分组原则

分组应按照一定的原则,具体针对新建变电所在系统中的地位、变电所的性质、设置无功补偿的主要目的、补偿装置所接母线的谐波含量、母线电压波动等要求进行切合实际的分组。

1)分组装置投切时,不得引起高次谐波谐振,应避免有危害的谐波放大。

2)投切1组电容器引起所接母线电压的波动值不超过额定电压的2.5%。

3)应考虑断路器的制造水平,与其切合容性电流的能力相适应。

4)应考虑设备的制造水平,与单台电容器的爆破容量以及熔断器的耐爆能量相适应。

5)考虑经济性,宜减少组数,进行大容量集中补偿。按照以上分组原则,设计时可具体考虑为:

1)对于单独补偿的某台设备,例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置,不必分组,可直接与该设备相连接,并与该设备同时投切。

2)配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时,为保证一定的功率因数,各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时,可按主变压器台数分组,手动投切。

3)终端变电所的并联电容器装置,主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时,各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。

4)对于110~220kV、主变压器带有载调压装置的变电所,应按有载调压范围分组,并按电压或功率因数的要求实行自动投切。

5)对于3次及以上高次谐波含量较高的电网,需要在并联电容器装置的各组电容器中分别串联2.5%~3%、5%~6%或12%~13%的串联电抗器,并根据需要抑制的谐波电流次数(或限制的谐波电压次数),有针对性地进行选控。投切过程中,

不应发生谐波放大现象。

6)每组电容器的容量应保证做到;与串联电抗器的额定参数相匹配;使断路器能够正常开断;并尽量不发生重击穿;当避雷器动作后,通过避雷器的电容器放电量不得超过其允许的通流容量值;当一台电容器故障时,本组电容健全电容器向故障电容器的放电能量不得超过单台电容器外壳所允许的爆裂能量值;使通过放电线圈的放电能量不得超过其允许的放电容量值;使各组容量之和应等于或

略大于预想的并联电容器装置的容量,即电网需要补偿的最大容性无功量等。

 

2分组方式

当组数确定后,按每组电容量的分配有两种不同的分组方式。一种为等容量分配方式,另一种为非等容量分配方式。

1)等容量分配方式

等容量分配方式就是把总的补偿电容安装容量Q平均分配到各组。即设分组数为n,则每组容量为旦,投入运行时,这种分组方式可以得到(n+

1)种不同补偿容量的组合。这种分组方式是目前实际应用较多的一种。它要求分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器组的要求,而且还要满足开断短路的要求。由于各组容量均相等,所以运行时可以替换。若控制得当,可使各组电容器组投入运行的时间基本相等,以保持相同的寿命,相同的设备检修周期。

2)非等容量分配方式为了使较少的分组数,能得到较多的容量组合,可采用非等容量分配方式。设分组数为n,则每组容量为对于第n组电容器其电容量最大,但投切该电容器时引起所在母线的电压波动不应超过2.5%,即最大一组电容量不应超过非等容量分配方式的各分组容量之间成级数关系递增,级差为从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合,换言之,可用比等容量分组方式少的分组数目,达到更多种容量组合运行的要求,从而节约了回路设备数,减少了设备占地,减少了投资。虽然非等容量分配方式同等容量分配方式同样可以向电网提供可阶梯调节的容性无功,且每一阶梯的无功功率变化幅值相等,但它在改变容量组合的操作过程中,会引起无功功率较大的变化,并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作,使得断路器检修间隔时间缩短,从而使电容器组退出运行的可能性增加。因此多年来这种分组方式在运行的变电所中应用较少,应用范围有限。随着电力系统的不断发展,大型发电机组日益增多,同时输电线路的电压等级越来越高,一次电网输送容量较大,输电距离越来越长,加之越来越

多的配电网使用了电缆线路,线路的充电功率很大,引起电力系统电容电流的增加,增大了无功功率。而另一方面220kV到35kV输配电网供电半径不断减小,因此,正常情况下变电所消耗系统无功对母线电压的影响不明显,造成地区或枢纽变电所中以提高变电所母线运行电压为目的、按照母线综合无功——电压静特性进行投切的等容量分配方式的电容器组投入率降低,无功闲置容量大,投资效益不高。在这种情况下,对于新建同类型变电所,在进行无功补偿设计时,应针对补偿节点的具体的运行状况和运行特点,可考虑选用非等容量分组方式,增加设备运行的灵活性,以提高无功设备的投入率,减少电网有功损耗,提高电网电压,增加系统运行的经济性。在设备方面,某些SF6断路器已进行过投切电容电流试验,效果良好,为电容器的灵活分组提供了条件。一般情况下,电容器组分为八组。1250kVA变压器的补偿容量为310kvar,补偿电容器可分为八组:50kvar的电容器四组40kvar的电容器两组20kvar的电容器两组800kVA变压器的补偿容量200kvar,补偿电容器可分为八组:40kvar的电容器两组20kvar的电容器六组

10、常见的10 kV 线路无功补偿接线方式

常规情况下, 电力电容器在线路上有4 种不同的接线方式:

 一、三相电力电容器通过跌落式熔断器接入线路;

 二、3 只单相电力电容器接成星形直接接入线路;

 三、3 只单相电力电容器通过跌落式熔断器接入线路;

 四、3 只单相电力电容器尾端接高压熔丝,套熔管100~150 mm 后接入线路。

(1)单相电力电容器如熔丝选择得当,则一相击穿时,并不影响其他二相。而三相电力电容器如一相击穿,则电力电容器就会报废,同时,第一种接线方式选用三相电力电容器还需安装1 组跌落式熔断器,增加投资的同时加大了工作量。

(2)第二种接线方式工作可靠性差,当一相电力电容器击穿后,另二相会因为承受线电压而烧坏,造成3 只电力电容器全部损坏。同时,电力电容器击穿也会造成三相短路,导致线路停电。

(3) 第三种接线在安装时也需增加1 组跌落式熔断器,安装工作量大,投资也大。

(4)第四种接线具有第三种接线工作稳定、投资小且安装工作量小的优点。当一相电力电容器击穿时该相熔丝已熔断,故障相与其他二相立即分离,同时熔管脱落,使巡视人员能及时发现故障,并得到妥善处理。另外,由于该种接线取消了跌落式熔断器,不仅节省了投资,还减少了工作量。因此,安装电力电容器采取第四种接线方式较为恰当。

11、 电容器组的防雷保护:

电容器组的防雷保护是人们一直以来不大注意的问题,这是因为在变电站母线或配电线上已装有阀式避雷器,便可认为能够起到防止电容器组遭受雷击的作用。然而实际情况并不是这样的。发生雷击电容器的原因,主要是电容器对雷击波较敏感的缘故。这首先是因为电容器的容抗与频率成反比,频率越高,容抗越小,而其他电器设备的电抗则是相反,又因为雷击波是高次频率,所以电容器很容易吸收雷击波电流;再则就是当雷击波电压低于阀式避雷器的动作电压时,雷击波通过避雷器,一直雷击波越过母线上的避雷器,直奔电容器内部,乃至电容器末端反击,使雷击波成两倍增大,因而将电容器元件击穿,或在套管处引起闪络。要解决这个问题,用一般的阀式避雷器作为防雷保护效果不好,因为阀式避雷器内部有一个间隙,当电容器组发生操作过电压时,将间隙击穿后,在半个周波内,无法将电容器的电荷放掉,以致在间隙内发生第二次击穿时产生过电压,可能将避雷器套管炸坏。对此,我们应该采用无间隙的氧化锌避雷器作为电容器的防雷保护装置。


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