高低压电容补偿柜各元器件地作用及其选型

高低压电容补偿柜各元器件的作用及选型

概述

高压断路器短路电流的开合

并联电容器的保护

并联电容器的运行与维护

1.接线类型及优缺点：

目前在系统中运行的电力电容器组的接线有两种：即星形接线和三角形接线。电力企业变电所采用星形居多，工矿企业变电所采用三角形居多。

三角形接线优点：

可以滤过3倍次谐波电流，利于消除电网中的3倍次谐波电流的影响。

三角形接线缺点：

当电容器组发生全击穿短路时，故障点的电流不仅有故障相健全电容器的放电涌流，还有其他两相电容器的放电涌一、并联电力电容器的接线流和系统短路电流。故障电流的能量往往超过电容器油箱能耐受的爆裂能量，因而常会造成电容器的油箱爆裂，扩大事故。

星形接线优点：

当电容器发生全击穿短路时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频短路电流将大大降低，最大不超过电容器额定电流的3倍，并没有其他两相电容器的放电涌流，只有故障相健全电容器的放电电流。故障电流能量小，因而故障不容易造成电容器的油箱爆裂。在电容器质量相同的情况下，星形接线的电容器组可靠性较高。

并联电力电容器的接线与电容器的额定电压、容量，以及单台电容器的容量、所连接系统的中性点接地方式等因素有关。

220～500kV变电所，并联电力电容器组常用的接线方式：

（1）中性点不接地的单星形接线。

（2）中性点接地的单星形接线。

（3）中性点不接地的双星形接线。

（4）中性点接地的双星形接线。

6～66kV为非直接接地系统时，采用星形接线的电容器中性点不接地方式

2.电容器的内部接线

（1）先并联后串联：此种接线应优先选用，当一台电容器出现击穿故障，故障电流由来自系统的工频故障电流和健全电容器的放电电流组成。流过故障电容器的保护熔断器故障电流较大，熔断器能快速熔断，切除故障电容器，健全电容器可继续运行。

（2）先串联后并联：当一台电容器出现击穿故障时，故障电流因受与故障电容器串联的健全电容器容抗限制，流过故障电容器的保护熔断器故障电流较小，熔断器不能快速熔断切除故障电容器，故障持续时间长，健全电容器可能因长时间过电压而损坏，扩大事故。

3.并联电容器的接线及各元件基本要求：

（1）电容器

1）型式的选择

可由单台电容器组成或采用集合式电容器组。单台电容器组合灵活、方便，更换容易，故障切除的电容器少，剩余电容器只要过电压允许可继续运行。但电容器组占地面积大布置不方便。集合式电容器组和大容量箱式电容器组，占地面积小、施工方便、维护工作少，但电容器故障要整组切除，更换故障电容器不方便，有时甚至要返厂检修，运行的可靠性不如单台电容器组。在具体工

程中可根据实际情况选择电容器组的型式。

2）额定电压的选择

电容器的额定电压应能承受正常运行可能出现的工频过电压，其值不大于电容器额定电压的1.1倍。当电容器回路接有串联限流电抗器时，应计及因串联电抗器引起的电压升高，电容器的端电压将高于接入处电网电压，其升高的电压与电抗器的电抗率有关，可按以下电抗率确定电容器的额定电压：

①当电抗率K≤1%时，取每相电容器的额定电压

②当电抗率4.5%≤K≤6%时，取

③当电抗率K=12%时，取

④当电抗率12%≤K≤13%时，取

式中为电网额定电压。

3）容量的选择

应根据电容器组的容量、允许的并联台数、串联的段数以及标准电容器产品的额定值等因素优化确定。在条件允许的情况下应首先选用单台容量大的电容器，可方便布置，减少占地，有利于运行维护。在有串联电抗器的情况下，整组电容器的实际输出容量应等于整组电容器的额定容量减去电抗器的额定容量。

（2）断路器

用于电容器组回路的断路器的环境特点是，电容器是一个储能元件，在操作过程中容易产生操作过电压，而电容器本身又容易因过电压而损坏，因此除满足一般断路器标准要求外，断路器性能还应满足一些特殊要求。电容器上的过电压主要是重复充电产生的，断路器合闸过程中的弹跳和分闸过程触头间的重燃是产生操作过电压的根本原因。断路器合闸过程中的弹跳时间越短，产生

的操作过电压越小，一般要求断路器合闸过程中的弹跳时间小于2ms，分闸过程触头不重燃。此外，对于多组电容器的总回路断路器还能承受关合涌流、工频短路电流的联合作用。对于经常投切的电容器组，断路器应具有频繁操作的性能。另外，当电容器组与供电线路接在同一母线上，线路断路器的投切也能引起电容器的过电压，危及电容器的安全。所以，与电容器接在同一母线的线路断路器也应与电容器回路断路器具有相同的性能。

（3）串联电抗器

1）串联电抗器的选择

用作限制充电涌流和谐波电流。用作限制充电涌流时，涌流值通常按电容器额定电流的20倍计算，电抗率一般为0.1%～1%。用作限制谐波电流时，与接入电网的谐波有关。如电网的谐波为5次以上时，电抗率宜取4.4%～6%，如电网的谐波为3次及以上时，电抗率宜取12%。电抗器的额定电流应大于或等于电容器组的额度电流。一般选用空芯或半芯干式串联电抗器。2）串联电抗器的连接串联电抗器可接在电容器组的中性点或电源侧，对限制合闸涌流和抑制谐波电流的作用都是一样的。接在中性点侧，正常运行时电抗器所承受的电压低。可不受短路电流的冲击，可减少事故，运行安全，电抗器的价格也较低。串联电抗器接在电源侧，对承受电压和短路电流能力的要求就较高，电抗器的价格也较贵。因此，一般情况下推荐串联电抗器接在电容器的中性点侧。

接在大容量降压变压器10kV的电容器组，还应考虑变压器10kV侧主回路限流电抗器的影响，电容电流流过电抗器时将引起电压升高。

（4）放电器

为了安全和防止合闸时因剩余电荷产生过电压，要求放电器能在电容器组脱离电源后，在5s内将电容器上的剩余电压降至50V以下。通常选用同一电压