并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置基礎(chǔ)知識(shí)

并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置根本知識(shí)無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算的根本公式：Q=P〔tgφ1——tgφ2〕=P()tgφ1、tgφ2——補(bǔ)償前、后的計(jì)算功率因數(shù)角的正切值P——有功負(fù)荷Q——需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量并聯(lián)電容器組的組成1．組架式并聯(lián)電容器組：并聯(lián)電容器、隔離開(kāi)關(guān)〔接地開(kāi)關(guān)或隔離帶接地〕、放電線圈、串聯(lián)電抗器、氧化鋅避雷器、并聯(lián)電容器專(zhuān)用熔斷器、組架等。2．集合式并聯(lián)電容器組〔無(wú)容量抽頭〕：并聯(lián)電容器、隔離開(kāi)關(guān)〔接地開(kāi)關(guān)或隔離帶接地〕、放電線圈、串聯(lián)電抗器、氧化鋅避雷器、組架等。并聯(lián)電容器支路串接串聯(lián)電抗器的原因：變電所中只裝一組電容器時(shí)，一般合閘涌流不大，當(dāng)母線短路容量不大于80倍電容器組容量時(shí)，涌流將不會(huì)超過(guò)10倍電容器組額定電流?？梢圆谎b限制涌流的串聯(lián)電抗器。由于現(xiàn)在系統(tǒng)中母線的短路容量普遍較大，且變電所同時(shí)裝設(shè)兩組以上的并聯(lián)電容器組的情況較多，并聯(lián)電容器組投入運(yùn)行時(shí)，所受到的合閘涌流值較大，因而，并聯(lián)電容器組需串接串聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器的另一個(gè)主要作用是當(dāng)系統(tǒng)中含有高次諧波時(shí)，裝設(shè)并聯(lián)電容器裝置后，電容器回路的容性阻抗會(huì)將原有高次諧波含量放大，使其超過(guò)允許值，這時(shí)應(yīng)在電容器回路中串接串聯(lián)電抗器，以改變電容器回路的阻抗參數(shù)，限制諧波的過(guò)分放大。串聯(lián)電抗器電抗率的選擇對(duì)于純粹用于限制涌流的目的，串聯(lián)電抗器的電抗率可選擇為〔0.1~1〕%即可。對(duì)于用于限制高次諧波放大的串聯(lián)電抗器。其感抗值的選擇應(yīng)使在可能產(chǎn)生的任何諧波下，均使電容器回路的總電抗為感性而不是容性，從而消除了諧振的可能。電抗器的感抗值按以下計(jì)算：*L=KEQ\F(*C,n2)式中 *L——串聯(lián)電抗器的感抗，Ω; *C——補(bǔ)償電容器的工頻容抗,Ω;K——可靠系數(shù)，一般取1.2~1.5。對(duì)于5次諧波而言，則 *L=〔1.2~1.5〕×EQ\F(*C,52)=〔0.048~0.06〕*C一般定為〔0.045~0.06〕*C=(4.5%~6%)*C對(duì)于3次諧波而言，則 *L=(12%~13%)*C電抗器的端電壓和容量的選擇電抗器的端電壓=電容器的相電壓×電抗率每相電抗器的容量=每相電容器容量×電抗率電抗器的額定電壓為并聯(lián)電容器組的額定電壓電抗器的種類(lèi)：油浸鐵心式：CKS或CKD，可用于戶、戶外。干式空心電抗器CKGKL，可用于戶、戶外。干式鐵心電抗器CKG〔S〕C，干式產(chǎn)品中體積最小，且三一樣體，但目前無(wú)35kV級(jí)產(chǎn)品，只能用于戶。干式半心電抗器：直徑比空心產(chǎn)品小，可用于戶、戶外。并聯(lián)電容器額定電壓的選擇由于串聯(lián)電抗器的接入，引起電容器上的基波電壓升高，其值為UC=UφEQ\F(*C,*c-*L)=式中UC——電容器的額定電壓〔相電壓〕，kV;Uφ——系統(tǒng)額定相電壓,kV;A——串聯(lián)電抗率對(duì)于并聯(lián)電容器組接線方式為星形接線或雙星形接線，電容器額定電壓如下10kV：6%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓11/√3kV12~13%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓12/√3kV35kV：6%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓38.5/√3kV〔12~13〕%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓42/√3kV上述選擇是在系統(tǒng)額定電壓分別為10kV和35kV的情況下，如系統(tǒng)額定電壓有所上升，則并聯(lián)電容器的額定電壓也相應(yīng)升高。氧化鋅避雷器的選擇和使用氧化鋅避雷器的接線方式Ⅰ型接線Ⅲ型接線特點(diǎn)：1.Ⅰ型接線方式：優(yōu)點(diǎn)：比擬簡(jiǎn)單，但對(duì)避雷器的特性要求高，當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，要求非接地的兩只避雷器能通過(guò)三相電容器積蓄的能量。缺點(diǎn)：相間過(guò)電壓保護(hù)水平較高，因?yàn)槭怯蓛芍槐芾灼鲗?duì)地殘壓之和決定的。2.Ⅲ型接線避雷器直接并接在電容器極間，保護(hù)配合直接，不受其他因數(shù)的影響，但這種方式要求避雷器的通流容量比擬大。選用原則：10kV：Ⅰ型接線Ⅲ型接線避雷器型號(hào)Y5WR-17/45或HY5WR-17/45Y5WR-9.1/22或HY5WR-9.1/22每組避雷器數(shù)量3只4只通流容量并聯(lián)電容器組容量〔kvar〕Ⅰ型接線Ⅲ型接線5000kvar以下〔不含5000〕400A400A5000~6000kvar〔不含6000〕400A600A6000~8000kvar600A800A8000~12000kvar800A1000A35kV：Ⅰ型接線Ⅲ型接線避雷器型號(hào)Y5WR-51/134Y0.1WR-51×127/51×140每組避雷器數(shù)量3只〔4只同體〕通流容量并聯(lián)電容器組容量〔kvar〕Ⅰ型接線Ⅲ型接線10000kvar以下400A400A10000kvar~20000kvar600A600A20000kva~30000kvar800A800A30000kva~40000kvar1200A1200A40000kvar~60000kvar1500~2000A1500~2000A隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)及隔離帶接地開(kāi)關(guān)的選擇用途：隔離開(kāi)關(guān)做隔離之用10kV：戶：GN19-10/400，630，1250戶外：GW4-10/400，630，1250或GW4-10W/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕GW1-10/400〔盡量少采用〕35kV：戶：GN2-35/400，630，1250戶外：GW4-35/630，1250或GW4-35W/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕隔離開(kāi)關(guān)做接地之用10kV：戶：GN19-10/400，630，1250戶外：GW4-10/400，630，1250或GW4-10W/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕GW1-10/400，63035kV：戶：GN2-35/400，630，1250戶外：GW4-35/630，1250或GW4-35W/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕隔離開(kāi)關(guān)帶接地10kV：戶：GN24-10D/400，630，1250戶外：GW4-10D/400，630，1250或GW4-10DW/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕35kV：戶外：GW4-35D/630，1250或GW4-35DW/630〔爬電比距≥2.5cm/kV〕隔離開(kāi)關(guān)額定電流的選擇隔離開(kāi)關(guān)的額定電流=電容器額定相電流×1.5，再適當(dāng)加一些余度如果用戶對(duì)動(dòng)、熱穩(wěn)定電流有要求，則應(yīng)首先滿足動(dòng)熱穩(wěn)定的要求放電線圈的選擇放電線圈的放電容量＞每相電容器容量放電線圈的額定相電壓=電容器的額定相電壓放電線圈的種類(lèi)：油浸式：價(jià)格較低，但由于用于絕緣的油同空氣通過(guò)呼吸器相連，使絕緣油會(huì)由于呼吸的原因而受潮，同時(shí)產(chǎn)品的絕緣油會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染及存在火災(zāi)隱患。全封閉式：絕緣油與空氣不直接接觸，杜絕了絕緣油受潮的可能，但價(jià)格較高，同時(shí)產(chǎn)品的絕緣油仍會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染及存在火災(zāi)隱患。干式：徹底改變了絕緣種類(lèi)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，也不存在大的火災(zāi)隱患，但價(jià)格較高。且目前國(guó)35kV級(jí)還沒(méi)有此類(lèi)產(chǎn)品。并聯(lián)電容器單臺(tái)用熔斷器熔斷器的額定電流=1.5×并聯(lián)電容器額定電流并聯(lián)電容器組接線種類(lèi)單星形接線零序電壓〔開(kāi)口三角電壓〕保護(hù)橋式差電流(不平衡電流)保護(hù)差動(dòng)電壓保護(hù)雙星形接線中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)帶容量抽頭的并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置近幾年來(lái)，由于以下的原因，對(duì)集合式并聯(lián)電容器提出了新的要求：用戶新建變電所,主變壓器負(fù)荷小,而無(wú)功補(bǔ)償容量按滿負(fù)荷配置,全部投入時(shí)會(huì)發(fā)生過(guò)補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。周期性負(fù)荷變動(dòng)，如農(nóng)村電網(wǎng)當(dāng)頂峰及頂峰過(guò)后需投入的電容器容量便不一樣。帶容量抽頭的集合式并聯(lián)電容器裝置接線圖1/2或1/3，2/3容量抽頭接線圖〔電抗器前置〕1/2容量抽頭接線圖〔電抗器前置〕1/2或1/3，2/3容量抽頭接線圖〔電抗器后置〕1/2容量抽頭接線圖〔電抗器后置〕電抗器需要抽頭的原因：電抗率A=當(dāng)電容器運(yùn)行在1/2抽頭時(shí)，此時(shí)如電抗器沒(méi)有抽頭，則原電抗率變?yōu)锳‘=對(duì)于6%的電抗率，則此時(shí)的電抗率變?yōu)?%，而12%的成為6%。為了保證抽頭運(yùn)行時(shí)，整套的電抗率不變，唯一可行的方法是給原有電抗器增加電感，這樣便可使整套裝置在抽頭時(shí)電抗率不變。并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置的種類(lèi)：1．組架式高壓并聯(lián)電容器及無(wú)功補(bǔ)償裝置特點(diǎn)：構(gòu)架組成靈活，但占地面積大。2．集合式并聯(lián)電容器及成套補(bǔ)償裝置2．1集合式并聯(lián)電容器的優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，安裝維護(hù)方便，可靠性高，運(yùn)行費(fèi)用省占地面積?。好芗筒⒙?lián)電容器的安裝占地面積約為組架式成套占地面積1/3~1/4，并且電容器單臺(tái)容量越大，則占地面積與容量的比值就越小。安裝維護(hù)方便：由于密封型電容器的臺(tái)數(shù)少，電容器運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，立即就可就位，比組架式成套安裝工作量少，成套安裝也較為簡(jiǎn)單，電容器臺(tái)數(shù)少，電容器單元置于油箱，巡視工作量小，減輕了運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)。可靠性高：由于對(duì)密集型采取了一些行之有效的措施：①采用元件串熔絲后再并聯(lián)的方式,少數(shù)元件擊穿后由于熔絲熔斷,電容量變化不大,電容器仍可繼續(xù)運(yùn)行。②適當(dāng)降低元件工作場(chǎng)強(qiáng)，在絕緣上留有余度。③采用全膜介質(zhì)，增強(qiáng)箱外絕緣。從而提高了并聯(lián)電容器的運(yùn)行可靠性。自愈式并聯(lián)電容器的自愈機(jī)理： 普通金屬化膜在介質(zhì)疵點(diǎn)被擊穿時(shí)，兩極板間即短路放電產(chǎn)生電弧。在電弧高溫作用下，擊穿點(diǎn)周?chē)慕饘倩瘶O板補(bǔ)迅速蒸發(fā)，在擊穿點(diǎn)周?chē)慕饘倩瘶O板被同時(shí)蒸發(fā)，在擊穿點(diǎn)周?chē)纬梢粋€(gè)絕緣區(qū)。當(dāng)絕緣區(qū)的半徑到達(dá)一定尺寸時(shí)，電弧熄滅擊穿停頓，介質(zhì)絕緣恢復(fù)，自愈過(guò)程即完成。自愈式并聯(lián)電容器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：體積小，重量輕，具有自愈性能，損耗小，在低壓系統(tǒng)已得到廣泛運(yùn)用。缺點(diǎn)：自愈式電容器的金屬化層的自愈性是有限的，電容器長(zhǎng)期運(yùn)行介質(zhì)老化后，假設(shè)*一點(diǎn)擊穿并企圖自愈時(shí)，因介電強(qiáng)度不夠，不能迅速自愈，電弧產(chǎn)生的熱量會(huì)引起該點(diǎn)鄰近層介質(zhì)發(fā)熱，介電強(qiáng)度下降，從而發(fā)生擊穿并企圖自愈而又不能自愈。這樣就引發(fā)鄰近多層介質(zhì)的企圖自愈和擊穿。擊穿使電流增大，自愈使電流減小，結(jié)果電流在較長(zhǎng)一段時(shí)間不會(huì)劇烈增加，假設(shè)使用串聯(lián)熔絲進(jìn)展保