电容器组投切过电压
电容器组过补偿和操作过电压的预防措施
路出线断路器。全站恢复供电时，应先合上各出路开关供电，待负荷上去后，按母线电压 和功率因数的高低，决定电容器组的投运。否则，因主变、线路空载，电压已超过额定值， 又投入电容器组，将造成过补偿。或投入电容器的合闸涌流与空载变压器、母线电压互感 器构成并联振荡回路，发生铁磁谐振，产生高幅值铁磁谐振过电压。
(4)全站事故停电后，必须将电容器组的断路器拉开。装失压保护，能自动断开断路 器装置的，应检查是否已断开。
(5)电容器组的投切，不可连续频繁操作，每次切投时间间隔应不少于 3min (自行放 完电)，3min 之后方可再次投运。电容器检修时，从母线上退出运行 3min 后，再经人工 短路放电，确认无电后，再进行维护检修工作。高压变配电站电容器组切投与检修，要按 调度命令执行，并严格办理工作票和操作票等手续。
正确操作电容器组具体要求如下：
(1)集中补偿的高低压电容器组，投入和退出，应根据网络的功率因数及电压变化进 行。当功率因数低于 0．8(滞后)，电压低于额定值一 5％时投入；电压超过额定值十 5% , 功率固数滞后超 0．95 以上时退出运行。
(2)当电容器组电流超过 1．4 倍额定电流，三相平衡相差士Байду номын сангаас5％ ，电容器温度超过 55ⅪC，应将电容器组退出运行。
在 10kV 配电线路上的分散补偿电容器，由于不便于投切，特别是农网在负荷轻时就 处于过电压状态，电容器长时间在过电压状态下运行，会影响其寿命。加之露天受气温变 化影响较大，又不便于维修，因此事故较多。在线路投运时，又因空载、电容器与空载变 压器构成并联振荡回路，又易引起铁磁谐振过电压。所以分散补偿，必须对线路无功负荷 潮流分布情况及功率因数、末端电压等进行详细调查和计算，选择最佳补偿容量和最佳安 装位置，给电容器加限流电阻或串联电抗器，并适当调整主变和配变分接开关，尽量破坏 和抑制产生谐振的条件，这样可防止和削弱谐振过电压。
投切电容器组时产生的过电压及其防止措施
投切电容器组时产生的过电压及其防止措施在电网的众多变电所及重要工矿企业的变电所装投并联补偿电容装置，以便平衡无功功率，减少送电线路的无功传送，挖掘输变电设备的容量，提高电压，改善功率因数，降低线损，节约电能，增加用户生产，提高经济效益，因而并联电容器补偿装置在电网中应用越来越广泛。
电容器组具有频繁投切的特点，一天便要投切几次甚至几十次，一年达万次以上，而能适用这种频繁操作的断路器是真空断路器。
目前多数变电站仍使用国产真空断路器频繁投切电容器组，易在电容器侧产生很高的重燃过电压。
为此，结合我站实际分析国产zn-10型真空断路器投切电容器组时产生过电压的原因，并争取相应的防御措施，以杜绝事故的发生，保证电容组的安全运行。
故障情况：国产zn-10型真空断路器由于质量部稳定和安装调整不当，在投切电容器组时，发生多次重燃，引起重燃过电压，其过电压值为额定相电压的3.5倍以上，导致电容器大批破坏。
据系统内一事故通报，hd电网的甲变电所，于1979年7月，用zn-10型真空断路器开断6480千伏电容器组时，造成电容器爆炸事故。
经现场试验，操作4次，a、b两组相各重燃4次，电容器侧过电压幅值为额定相电压的5倍。
乙变电所于1980年9月，用zn-10型真空断路开断5616千伏电容器组时，造成大批电容器损坏事故。
经现场试验，操作35次，重燃4次，电容器侧过电压幅值为额定相电压的4.3倍。
丙变电所于1982年3月，用zn-10型真空断路器开断6012千伏电容器组时，造成电容器组的破坏事故。
经现场试验，操作35次，重燃2次，电容器侧过电压幅值为额定相电压的3.3倍。
近十几年也相继在多个电网的变电站发生过类似事故。
故障原因：国产真空断路器有一定的重燃率。
在燃的次数越多，过电压倍数也越高。
重燃时，过电压较高的通常不是重燃的，而是不重燃相中的一相。
发生一相一次重燃的较多，这时的重燃过电压倍数一般在3倍以下，不会使电容器发生故障。
解决无功补偿装置投切电容器组过电压问题装置
解决无功补偿装置投切电容器组过电压问题装置小编通过无功补偿相关资料文献了解到，其无功补偿装置在投切电容器组时，会出现较高过电压，能造成断路器相间击穿，开关柜绝缘损坏，出现母排击穿，绝缘子击穿等危害，最为严重的是，会造成电抗器的匝间短路，烧毁电抗器，对电力系统稳定运行影响很大。
因此，专注直流偏磁治理的安徽正广电公司专家人员对此进行了一番研究证明。
由《变压器类设备典型故障案例汇编2006-2010》中电抗器故障汇编得知，干式电抗器故障的原因基本都是因为匝间绝缘击穿、放电引起的。
针对此问题安徽正广电技术专员们进行了进一步挖掘。
为什么匝间绝缘这么容易被击穿？加大绝缘水平就可以了。
我们知道，电抗器是一种电感线圈，它的性质决定了它的绝缘水平不可能做的很高。
另外，无功补偿装置投切频繁容易导致电抗器匝间绝缘老化，运行时间一长，势必会达不到应有的绝缘水平，匝间绝缘会被击穿。
那么产生该现象的原理是什么呢？（1）无功补偿装置是通过断路器的投切来实现系统的无功补偿的。
在断路器开断过程中，合闸时会有一个合闸弹跳过程；如果合闸时，电流刚好即将过零点，由于真空断路器的截流作用，无功补偿装置中电容、电抗形成的回路能量会相互充放电，形成高频振荡，产生很高的恢复电压，我们可以将串抗回路等效成一个电容、电感为主的回路，这样回路电压电流不能突变，一发生截流，必然会有高频振荡过电压，而该过电压在回路中无处释放，就会施加在电感的上，而来回振荡，电流又不能突变，很容易造成匝间的电位不均，这样电抗端部绕组分压会比较高，极易造成端部匝间击穿，电抗器易烧毁。
（2）电抗的高频过电压也可以通过电容传递到开关柜，在截流时，电抗产生高频截流过电压，一方面对自身端部匝间绝缘造成累积性伤害，同时通过电容向开关柜传递，此时电容电压停留在略大于相电压峰值上，到达开关柜的电压为一相当于相电压峰值的直流电压叠加一个高频截流过电压，与开关柜电源侧的电压叠加，一般会出现5倍以上的断口压差；相间也会出现较高的压差；因此，开关柜会出现灭弧室、母排、绝缘子击穿的事故。
电容器过电压保护
中国电力设备管理网电力电容器过电压保护反措摘要：通过分析银南电网电容器过电压保护几次误动事故，提出在电容器过电压保护中使用高返回系数JY8系列静态型电压继电器，来防止系统出现瞬间过电压时电容器过电压保护误动。
1引言电力系统中，电力电容器作为一种静止型无功功率补偿装置，在维护系统的可靠、稳定运行中，发挥着日益重要的作用。
实践证明，为了提高电力电容器运行的可靠性，除了不断提高电容器本身的质量，采用合理的接线和布置之外，配备完善、合理的保护装置也是极其重要的。
电容器过电压保护，是确保电力电容器在不超过规程规定的最高允许电压下和规定的时间内动作的电容器保护。
由于电容器输出的无功功率和内部有功功率损耗均与其两端电压的平方成正比，即电容器输出无功功率Qc＝ωCU2；电容器有功功率损耗P1＝ωCU2tgδ，电容器耐受过电压的能力比较低。
按照IEC标准，“电容器单元应适合于当端子间的电压有效值升到不超过1．1倍额定电压（过渡过程除外）下连续运行。
”我国国标也规定，电容器连续运行的工频过电压不超过1．1倍额定电压。
由此可见，电容器过电压保护配置的合理与否，直接影响着系统并补电容器的健康、稳定、有效运行。
本文通过宁夏银南供电局所辖变电所10kV并补电容器先后发生的电容器过电压保护误动事故进行分析，提出了通过运用高返回系数的静态型JY8系列过电压继电器，代替原电磁式DY－36A型过电压继电器的有效、可行的反措措施。
2问题的提出1997年8月至9月中旬，我局所辖古城220kV变512电容器、河西110kV变518电容器、中卫110kV变513电容器开关相继发生跳闸。
根据当时现场保护掉牌信号指示，以上各次跳闸均为电容器过电压保护出口所致。
电力电容器的工频过电压的产生，原因有二：其一，由于系统出现的工频过电压，电容器所在的母线电压升高，使电容器承受过电压；其二，由于一组电容器中个别电容器故障切除或短路，使串联电容器间容抗发生变化。
电容器组投切过电压
• 分闸两相重燃
• 断路器分闸两相重燃分为两相非同时重燃和两相同时重燃两种情况。由于 单相重燃时回路的振荡频率很高,中性点电压在很短的时间内上升,使其他 两相的断路器断口间恢复电压迅速上升,导致另一相随后重燃,这种情况是 两相非同时重燃。由前分析可知,A相重燃后C相恢复电压可达 (1.0+5.87)=6.87,假设C相在断口恢复电压最大时重燃,一方面主要时A、C 相电源通过串联电抗对 C充电,使A、C相电容上的电压增大,另一方面A、C 相电源通过串联电感和C对中性点电容充电,使中性点上的电压出现振荡。 用类似的方法分析可得,A相电容上的电压为-2.87,C相电容上的电压为2.5, 中性点电位和相对地电压最大值基本等同于C相重燃前的状态;
并联电容器组操作过电压分析
• 在电力系统中,电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。确 保电力系统的正常运行,供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。 • 电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制,即对系统进行无 功补偿。进行无功补偿的方法很多,主要有:同步发电机补偿、同步电动机补 偿、同步调相机补偿、并联电容器组补偿及用静止无功补偿装置进行无功补 偿等。 • 目前国内用得较普遍的是并联补偿电容器,它可根据需要由若干电容器串、并 联组成,容量可大可小,即可以集中使用、又可以分散使用,且可分相补偿,可 随时分组投切,具有运行灵活,有功损耗小,维护方便,投资少等优点,因此,并 联补偿电容器组作为一种无功电源被广泛应用于电网的无功补偿,以提高电压 质量和功率因数,减小电能损耗。
• 并联电容器组分闸过电压主要是指分闸重燃过电压,包括单相重燃和多 相重燃过电压。重燃过电压是由于切除电容器组时因开关的重燃而引起 的,当开关断开电流熄灭后,电容器组上的残存电荷在短时间内无法释放, 电容器组上将残留直流电压,假如开关弧隙绝缘恢复的速度低于恢复电 压增长的速度,一旦真空开关的电气恢复强度不能承受加于其上的暂态 恢复电压,将发生重击穿,引起电磁振荡,产生重燃过电压。真空断路器 投切电容器组产生过电压,所有成因都归结为电流过零后一段时间内(几 ms至几s),弧隙动态介质恢复强度低于恢复电压而导致电流重现。
中压真空断路器投切电容器组时的过电压分析及对策
中压真空断路器投切电容器组时的过电压分析及对策孔 兵(南京师范大学科技产业集团,江苏南京210042)摘 要:本文以中压断路器投切电容器组时产生的过电压及其特点出发,分析其产生的原因并提出相应的对策。
关键词:真空断路器;过电压;对策中图分类号:TM56112 文献标识码:B 文章编号:10072760X(2001)062048203Analysis and Countermeasures about the Over2voltage of Medium2voltageV acuum B reaker as Turning2on or Cutting2off the C apacitor G roupKON G Bing(Nanjing Normal University,J S Nanjing210042,China)Abstract:In this article,the over2voltage produced by the medium voltage vacuum breaker turning2on or cut2 ting2off the capacitor group is discussed.The reasons and proposes countermeasures is analysed.K ey w ords:vacuum breaker;over2voltage;countermeasure1 引言中压真空断路器,灭弧能力很强,应具有良好的投切电容器性能,但由于灭弧室的材料和制造工艺具有分散性,加之断路器的操作机构性能的局限,投切电容器组时有的产生过电压,有的则不产生过电压,有的还产生开断后发生非自持放电现象,这些都限制了其在电网中的应用,近年来灭弧室材料和工艺的进步,加上人们对真空断路器投切电容器组的性能有了较深的认识和研究,完全可以采取相应的对策将重燃机率降到最低,因为尚存在随机的因素使断路器开断时产生过电压,所以仍需采取相应措施将过电压限制在可以接受的程度。
真空断路器投切10KV电容器组产生涌流及过电压的探讨
真空断路器投切10KV电容器组产生涌流及过电压的探讨摘要:详细介绍真空断路器投切电容器组时会产生合闸涌流与过电压，重点分析合闸涌流与过电压产生的原因、危害及采取的限制措施。
关键词:真空断路器电容器组合闸涌流重燃过电压在500KV及以下的电力系统中，为了提高电网的功率因素，改善电压质量，降低线路损耗，大多在变电站安装10KV电容器组集中补偿。
但是随着电力系统负荷的不断变化，为了调节无功，需对电容器组作频繁的投切。
作为投切电容器组的心脏，真空断路器在投切电容器组过程中会产生涌流与过电压，给电力系统带来严重的危害。
因此有必要对真空断路器投切电容器组产生的涌流与过电压作进一步的探讨。
1、真空断路器投电容器组产生合闸涌流1.1 合闸涌流产生的原因真空断路器投电容器组时会产生合闸涌流，而电容器的合闸涌流可分为单组电容器的合闸涌流与多组电容器追加的合闸涌流。
单组电容器在首次合闸投入运行的瞬间，即电容器处于未充电状态流入电容器的电流，仅受系统阻抗的限制。
由于系统阻抗很小，近似短路状态，这时将产生很大的合闸涌流流入电容器组。
涌流的最大值发生在电容器合闸的瞬间，刚好系统电压处于最大值时。
当已有一组或多组电容器运行时，再投入另一组电容器，这时的合闸瞬间，将产生追加的合闸涌流，当追加的电容器组与运行的电容器组的时间间隔很近时，它们之间的电感很小，几乎为零，追加的电容器组近似短路状态，所以运行的电容器组将向追加的电容器大量充电，全部的冲击合闸涌流都将流入追加的电容器组。
这时的合闸涌流将达到极其危险的程度，特别是在系统电压处于最大值的瞬间合闸时，追加的涌流将达到最大值。
同时，由于电容器组之间的连接线电感很小，所以振荡频率也较单组电容器合闸时的涌流频率高很多。
电容器组合闸瞬间产生的涌流大小还与投入的电容器组的容量和安装地点的短路容量有关。
如果电容器处在较大短路容量系统中，而且电感较小，则合闸涌流的幅值较大且频率较高。
1.2合闸涌流过大的危害合闸涌流的幅值可达到电容器额定电流的几倍甚至几十倍，而且频率高，但其持续时间短，在几毫秒内迅速衰减到安全稳定状态。
真空断路器投切电容器组产生过电压问题的分析与解决
真空断路器投切电容器组产生过电压问题的分析与解决宁夏英力特化工股份有限公司树脂分公司110kV变电所有两台63000kV A的三圈主变，并列运行，35kV侧及6kV侧采用分段运行方式。
无功补偿装置接在6kV母线上，每段母线上个两组，每组容量4800kVar。
在投运过程中发生过三次严重过电压事故，每次都造成多只电容器击穿及单只电容器熔丝发生群爆。
第一次事故是在2008年8月大修后投运2#电容器组时，发生单相过电压。
第二次事故发生在2009年2月临时检修完成后，投运3#电容器组时发生过电压。
第三次是2011年3月31。
两次都为三相相间过电压。
在第二次事故发生后采取了在每组电容器组电抗器两端加装过电压吸收装置的措施，希望能抑制、吸收操作过程中产生的过电压。
经过两年的运行，虽然该装置起到了一定的作用，在这两年中的投运未发生故障。
但在2011年3月31投运时又出现过电压的现象，说明该装置并不能从根本上解决真空开关投切电容器产生过电压的问题。
因我公司110kV变电所投切电容器组的断路器为真空断路器，真空断路器虽然一般情况下能满足频繁投切电容器组的需要，但因其在合闸过程中可能出现断口预击穿、合闸弹跳、合闸不同期等问题，在分闸过程中可能会出现单相、亮相重燃、截流等问题，这些问题都会产生严重的过电压，故存在很大的安全隐患。
而我变电所所采用的金属氧化物避雷器不能完全有效地吸收真空断路器因上述原因产生的操作过电压，所以只有采取更加有效的措施，从根本上消除操作过电压，才能保证电容器组的投切安全。
在电力系统中，电容器组进行控制最早采用的是少油断路器，然而少油断路器对频繁操作的投切电容器组来说并不能完全满足其使用要求。
近年来真空断路器以其使用寿命长，可频繁开断、无油、少维护等优点，在电力系统中得到了广泛的应用，因此电力系统也希望用真空断路器来取代少油断路器投切电容器组。
而近年来随着真空开关在中压领域占领了绝对优势的市场份额，使这一需求显得更加突出和紧迫。
真空开关投切电容器组过电压问题及其对策
真空开关投切电容器组的过电压问题及其对策2.3.2真空开关开断三相电容器组时的重燃现象及其过电压按运行状况，开断电容器组重燃过电压有无故障单相重燃、带故障单相重燃和两相重燃三种类型。
1、无故障单相重燃如上所述，当 180=t ω时，真空开关A 相的断口恢复电压可以达到相电压幅值的2.5倍，因此发生重燃的几率较大。
假定此时A 相重燃，由于线路中电感元件和电容器对地电容的影响，线路中将会产生高频振荡。
由于N C ＜＜C ，高频振荡过程中可以将电容器组C 视为电压源，忽略线路的损耗，重燃相对地最大过电压ma U 为：ma U 5.35.1)1(2-=--⨯=中性点对地电压幅值为：5.415.3-=--=-=aN ma mN U U U由于中性点出现过电压mN U ，相应地，非重燃相也出现过电压：13.437.05.4-=+-=+=bN mN mb U U U87.537.15.4-=--=+=cN mN mc U U U可见，开断中性点绝缘的三相电容器组，如果单相重燃，过电压主要加在电容器组中性点与地之间，电容器极间无过高的过电压。
重燃相过电压并不是最高的，往往是通过中性点传递至不重燃的二相中的一相，成为过电压最高相。
此时真空开关非重燃相的断口恢复电压将分别为：63.4)13.4(5.0=--=trB u37.6)87.5(5.0=--=trC u显然，此时的断口恢复电压已经超过了真空开关的工频绝缘水平，极有可能导致断口击穿。
如果击穿产生在真空灭弧室内部，则单相重燃变成了两相重燃，电容器组上将会出现最高可达三倍的过电压；如果击穿产生在真空灭弧室外部，就会出现外绝缘闪络，并进一步引起相对地或相间放电，最终发展成两相或三相短路，导致开关损坏，成为永久性故障。
短路故障发生时电源和电容器组同时向短路点供电，电容器组上的残余电压得以快速泄放，因此真空开关的外绝缘闪络不会在电容器组产生过电压。
在实际运行中，经常会出现因真空灭弧室外绝缘闪络而导致的开关柜烧毁，而工频耐压低得多的电容器组却未见异常的现象，这种现象正是单相重燃过电压所为。
电容器组过补偿和操作过电压的预防措施
电容器组过补偿和操作过电压的预防措施在电力系统中，电容器组作为一种重要的补偿装置，广泛应用于提高电力质量、节约能源等方面。
但是，在电容器组运行过程中，由于各种因素的影响，容易出现过补偿和操作过电压的问题。
本文将介绍电容器组过补偿和操作过电压的预防措施。
什么是电容器组过补偿？电容器组过补偿是指电容器组在运行过程中，由于其容量过大或连接方式不当等原因，导致电容器组所产生的无功电流超过了电网的需求，从而造成系统功率因数过高的现象。
电容器组过补偿的出现会引起一系列问题，如电力损耗、变压器过热等。
电容器组过补偿的预防措施1. 选用合适容量的电容器组选用合适容量的电容器组是预防过补偿的关键措施。
在选用电容器组时，应根据电网的需求和实际负荷情况，选择合适的容量和数量。
同时，在选择电容器组时，应注意其额定电压、耐受电压等参数，以确保其能够正常工作。
2. 采用适当的连接方式电容器组的连接方式也是影响过补偿的重要因素。
在选择连接方式时，应根据场合和实际需要选用合适的方式，如串联、并联或串并联混合连接。
同时，在连接电容器组时，应保证各电容器的电压、容量等参数均匀分布，以充分发挥其补偿效果。
3. 合理控制电容器组功率电容器组的功率控制也是预防过补偿的有效手段。
在控制电容器组功率时，应根据实际负荷情况和电网的需求，采用适当的控制方式，如定时控制、自动控制等。
同时，在控制电容器组功率时，应注意其投入和退出过程，避免因频繁投切而导致过补偿的出现。
什么是电容器组操作过电压？电容器组操作过电压是指电容器组在运行过程中，由于其自身特性或外部因素等原因，导致电容器组的电压超过了其额定电压的现象。
电容器组操作过电压的出现会对电容器组本身和电网带来不良影响。
电容器组操作过电压的预防措施1. 选用适当的电容器组选用适当的电容器组是预防操作过电压的关键措施。
在选用电容器组时，应根据电网和负载的需求，选用符合国家标准和相关规定的电容器组。
同时，应注意电容器组的额定电压、过电压容限等参数，避免电容器组在运行过程中出现过电压的情况。
10KV投切并联电容器组的过电压分析与抑制
10KV投切并联电容器组的过电压分析与抑制【摘要】随着经济社会的发展，大量的并联电容器组在配电网被用来提高电能质量，这些并联电容器组通常要求频繁操作，承受着各种过电压。
本文针对10KV投切并联电容器组产生的过电压，提出了应用阻尼装置来进行限制的措施，并得出了相应结论。
【关键词】电容器；并联；阻尼装置1 概述投切并联无功补偿装置时产生的过电压主要有两种：一种是合闸时产生的过电压；另一种是切除时，由于开关发生重燃产生的过电压。
第二种过电压对并联无功补偿装置的危害更为严重。
操作过电压成为电容器运行中的一个危险因素，对并联电容器组操作过电压的抑制，是并联电容器组运行的一个重要课题。
本文以某10kV 系统真空开关投切并联电容器组为例，对可能产生的操作过电压进行分析研究。
对投切并联电容器组产生的操作过电压利用阻尼装置进行限制，对阻尼限流器的参数进行了选取。
2 阻尼装置及其参数选取如图1所示，用于并联电容器的过电压阻尼装置由火花间隙G 与阻尼电阻R 串联组成，该装置并联在并联电容器C 的串联电抗器L 两端。
阻尼装置中的阻尼电阻，在过电压发生时接入电路，对过电压和过电流产生阻尼作用，抑制过电压和过电流的发展。
当阻尼电阻过大时，它流过的电流很小，对回路的影响也很小，相当于未接入阻尼电阻，不能产生阻尼作用；当阻尼电阻过小时，又相当于将电感短路，也不能起到阻尼作用。
因此，在一定的回路条件下，必定有一个最佳电阻值，在此阻值下可将电容器组的过电压或过电流降到可能的最低值，确保系统的稳定正常运行阻尼电阻阻值的选取对过电压、过电流的抑制及阻尼装置都是相当重要的。
本文借鉴上述方法，将图1中的过电压阻尼装置用于某10kV 变电站电容器组中，用以限制操作过电压和合闸涌流，利用EMTP对间隙、阻尼电阻等参数的选取进行了研究，确定了最佳的阻尼电阻值和串联间隙的动作电压，使用最佳的保护参数进行加装与不加装保护装置时过电压的对比计算及现场对比测量。
切断电容器组引起的异常现象
切断电容器组引起的异常现象并联电容器运行时，通常分成几个组，根据无功负荷的大小或电压的高低，决定投切的组数。
并联电容器组投入时出现的涌流和切除时出现的过电压是并联电容器运行中的两大技术问题。
1．过电压产生的原因 我国10～63kV系统为中性点不接地的小电流接地系统。
无功补偿补用的电容器组均采取中性点绝缘的形式。
其接线如图5－16所示。
在图5－16（a）中，C0是电容器组中性点对地分布电容；C′0是电源中性点对地电容。
（a） （b） 图5－16 电容器组的接线方式 （a）星形接线；（b）三角形接线 运行经验表明，在切断电容器组时会产生重燃过电压而引起事故。
例如，某变电所在切断电容器组时，引起两次避雷器爆炸；变压器套管间400mm的间隙放电，三相套管闪络，导致变压器绝缘损坏。
（1）星形接线的重燃过电压。
为方便起见，在讨论电容器组上的过电压时，可以把接地点移至电源的中性点，即用图5－17所示的电路代替图5－16（a）。
图5－17（a）中的C N=C0C′0/（C0+ C′0）。
首先分析切断电容器组时的单相重燃过电压。
以A相为首先切断的相进行研究，在t=0时，A相电流失过零熄弧，A 相电源电压为最大值，则A、B、C相的电源电压分别为U A0=E m COSωt,u b0=E m COS(ωt-120°),u c0＝cos（ωt一240°），此时各相电容器上的电压分布及相量图如图5－17（a）所示。
U a0`=E m，U b0`＝－0． 5E m， U c0＝-0.5E。
， U00`＝0。
当t=0后，A相电容电压U a0`=E m将保持不变。
而B．C两相电源将继续对B、C相电容器供电，因而电压U b0`、U c0、U00`将按下式变化 u b0`=-1/2E m+1/2U Bc=-0.5E m+(√3/2)E m COS(ωt-90°) u c0`=-1/2E m-1/2UBc=-0.5E m+(√3/2)E m COS(ωt-90°)u0`0=u0`b+U B0=-[-1/2E m+(√3/2)E m COS(ωt-90°)]+E m COS(ωt-120°) 当t=5ms，即再经过1/4工频周期（ωt=90°），B、C相回路电流过零，断路器三相断开，此时电容器上的电压和相量图，如图5－17（b）所示。
电容自动过零投切
电容自动过零投切
电容自动过零投切是一种电力电子技术，主要用于无功补偿和谐波治理，以提高电力系统的效率和稳定性。
在电力系统中，无功功率的存在会导致电压波动、功率因数下降等问题，而电容自动过零投切技术则能够有效地解决这些问题。
电容自动过零投切的基本原理是在电压过零点时投入或切除电容器，以实现对无功功率的快速补偿。
由于电容器在投入或切除时不会产生暂态过电压或涌流，因此这种技术具有快速、平稳、无冲击等优点。
在实际应用中，电容自动过零投切技术需要配合相应的控制器和电容器组来实现。
控制器通过对电力系统中的电压、电流等参数进行实时监测和分析，计算出需要投入或切除的电容器数量，并发出相应的控制信号。
电容器组则根据控制信号自动进行投入或切除操作，从而实现对无功功率的快速补偿。
电容自动过零投切技术的应用范围非常广泛，包括工业、商业、居民用电等领域。
在工业生产中，电容自动过零投切技术可以提高设备的功率因数，减少能源浪费，提高生产效率；在商业和居民用电中，该技术则可以减少电压波动和谐波干扰，提高电力质量和稳定性。
总之，电容自动过零投切技术是一种重要的电力电子技术，在无功补偿和谐波治理方面发挥着重要作用。
随着电力系统的不断发展和智能化水平的提高，电容自动过零投切技术的应用也将越来越广泛。
浅述并联电容器组的过电压保护
浅述并联电容器组的过电压保护发表时间：2016-11-09T14:28:35.610Z 来源：《电力设备》2016年第17期作者：毕书阳[导读] 并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压。
（内蒙古鲁电蒙源电力工程有限公司内蒙古呼和浩特）摘要：并联电容器组随的各种过电压，保护并联电容器组的金属物避雷器的技术特性，MOA的接线方案和参数的选择抑制过电压的其它措施等问题，供有关单位参考。
关键词：并联；电容器组；过电压保护一、并联电容器组承受的过电压并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压。
因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小，雷电波在大电容的影响下，陡度较小，减小了对绝缘的危害。
常见的操作过电压主要有以下几个方面。
1.1 电容器组分闸时弧燃引起的过电压电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。
单相重燃时，在电容器组不接地中性点上，产生中性点对地过电压。
此过电压与其它相电容上的电压叠加，形成更高的极对地过电压。
据华北地区统计，用ZN10真空断路器投切8Mvar电容器组时，重燃率达10%，过电压最高可达5Uφ。
分闸时还会产生两相重击穿和一次操作多次重击穿引起的操作过电压，但机率均较少。
在电源侧有单相接地故障时产生的单相重击穿过电压远高于接地故障时的情况。
安装了串联电抗器的电容器组，由于电容器端电压的升高，使操作过电压相应提高。
1.2 电容器合闸引起的过电压合闸时电容器极间过电压。
未充电的电容器合闸时，极间过电压的最大值不会超过其额定电压峰值的2倍。
如果电容器处于充电状态，而充电电压与系统电压大小相等，极性相反时，合闸时的极间过电压可能达到3倍。
由于真空断路器触头弹跳引起的过电压。
合闸时，真空断路器触头的弹跳将出现电弧断开有接通的重复过程，过电压可能达到2.8 ~ 3倍，对电容器绝缘油产生危害。
非同期合闸引起的过电压。
断路器非同期合闸时，可能出现其中一相先合闸使电容器充电，而其它两相接通时，也会遇到大小相近，极性相反的工况，有可能发生高于2倍的过电压。
基于EMTP_ATP的并联电容器投切过电压仿真分析
４基于ＥＭＴＰ／ＡＴＰ的并联电容器投切过电压仿真分析基于ＥＭＴＰ／ＡＴＰ的并联电容器投切过电压仿真分析ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅＣａｕｓｅｄｂｙＳｈｕｍＣａｐａｃｉｔｏｒｓＳｗｉｔｃｈｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＥＭＴＰ／ＡＴＰＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ胜利石油管理局电力管理总公司孤岛供电公司吴磊ＳｈｃｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＢｕｒｅａｕＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＩｓｌａｎｄｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｒａｎｃｈＷｕＬｅｉ胜利石油管理局孤岛采油厂李梦玲ＳｈｅｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＢｕｍａｕＩｓｌａｎｄｉｎｇＯｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｎｔＬｉＭｅｎｇｔｉｎ摘要：普遍采用并联电容器组作为主要的无功补偿装置，由于电容器奉身的储能特性以及断路器叫能的非同期合俐．使得在投切并联补偿装置的过程中产生幅值很高的打行流和操作过电压，从而时设备的绝缘水平和使用寿命造成不和Ｊ影响．甚至威胁到系统的安全稳定运行。
为此，以ＥＭＴＰ／ＡＴＰ）Ｉ，］＂并联电容器投切过电Ｊ≤的机理进行分析，结合油田电网中实际的１１０ｋＶ变电站，建立了仿真模型，进行暂态过程分析，通过与实际投切操作时的仪表测量值进行对比，表明数字仿真计算结果真实可信，具有现寅指导意殳。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓａｒｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ．Ｆｏｒｉｔｓｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｃｌｏｓｅｏｆｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｍａｙ，ｔｈｅｒｅｗｉｌＬｐｒｏｄｕｃｅｈｉｇｈｓｕｒｇｅａｎｄｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｄｕｒｉｎｇｓｗｉｔｃｈｏｎ／ｏｆｆｔｈｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓ．ＴｈａｔｉｓｈａｒｍｆｕｌｔｏｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｌｉｆｅｃｉｒｃｌｅｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｎｄｅｖｅｎｔｈｒｅａｔｅｎｓｐｏｗｃｒｓｙｓｔｅｍｓａｆｃａｎｄｓｔａｂｉｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｄｅｔａｉｌｓｔｏｄｙＯｎｔｈｅｍｃｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈａｔｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｂａｓｅｄｏｎＥＭＴＰ／ＡＴＥＣｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｐｒａｃｔｉｃａｌＩ１０ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎＳｈｅｎｇｌｉｏｉｌ—ｆｉｅｌｄ，ｉｔｓｅｔｓｕｐｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｄｕｒｉｎｇｓｗｉｔｃｈｏｆｆｏｆｆｔｉｌｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｖａｌｉｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｃｔｕａｌｓｙｓｔｃｍＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈａｓａｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅｏｉｌ—ｆｉｅｌｄｃｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ关键词：并联电容器授切过电压ＥＭＴＰ／ＡＴＰ仿真Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｃａｕｓｃｄｂｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇＥＭＴＰ／ＡＴＰＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ巾围分类号：ＴＭ５３１４文献标识玛；Ａ１引言并联电容器是电力系统中重要的无功功率电源，其主要作用是改善电网电压质量、提高输变电设备和】用率、降低输电环节的电能损耗，确保电网安全稳定运行。
并联电容器组操作过电压
并联电容器组投入时出现的涌流和切除时出现的过电压是并联电容器运行中的两大技术问题。
电容器组的操作过电压有可能是：1、合闸过电压；2、非同期合闸过电压；3、合闸时触头弹跳过电压；4、分闸时电源侧有单相接地故障或无单相接地故障的单相重击穿过电压；5、分闸时两相重击穿过电压；6、断路器操作一次产生的多次重击穿过电压；7、其他与操作电容器组有关的过电压。
从试验数据中可以看出，分闸操作时的过电压是主要的，其中分闸过电压又主要出现在单相重击穿时，两相重击穿和一次操作时发生多次重击穿的几率均很少。
在我们国家，石化系统3～66kV为不接地系统，接于此系统中的电容器组的中性点均未接地。
因此，在开断电容器组时如发生单相重击穿，电容器组的电源侧(高压端)对地可能出现超过设备对地绝缘水平的过电压，如在电抗率K=0时的理论最大值为5．87倍相电压，而且，随K值增大，过电压呈上升趋势；在电源侧有单相接地故障时产生的单相重击穿过电压远高于无接地情况。
因此，对单相重击穿过电压应予以限制。
对于操作较为频繁的真空断路器，应考虑发生单相重击穿的可能性。
根据国内已作的试验研究，使用无间隙金属氧化物避雷器限制单相重击穿过电压时，避雷器接线方式可采用附录A中的图A．0．4—1或图A．0．4—2。
在运行中，曾多次发生相对地避雷器的爆炸事故。
因此，武汉高压研究所和东北电力试验研究院都在自己的研究报告中提出了中性点避雷器的保护方案，并建议以此替代传统的相对地保护方案。
报告中分析认为，中性点避雷器有下列优点：①正常运行时荷电率接近于0，负担轻松，仅在电源侧有单相接地故障的情况下荷电率较高。
中性点避雷器长期在接近于0的电压下运行，使避雷器电阻片可以得到自恢复，大大延缓避雷器的老化速度，从而减少避雷器的损坏事故，对电网和电容器组的安全运行均为有利；②使用的避雷器数量少，最经济；③避雷器接在中性点，万一发生爆炸事故，不会形成相间短路事故，事故影响面小。
基于EMTP／ATP的并联电容器投切过电压仿真分析
１ ０ Ｖ ｕ ｓａｉ ｎ ｉ ｈ ｎ ｌ ｏ ｌｆ ｌ ．ｉ ｓ ｔ ｕ ｈ ｉ ｌ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｎ ａ ｃ ｌｔｓ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｇ ｅｉｍ ｒ ｎ ｉｎ ｒ ｃ ｓ ｕ ｎ ｋ ｓ ｂ ｔｔｏ ｎ Ｓ ｅ ｇ ｉ ｉ ｉ ｄ ｔ ｅｓ ｐ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｄ ｌ ｄ ｃ ｌｕ ａｅ ｈ ｌｃ ｒ ｍａ ｎ ｔ １ ・ｅ ｏ ａ ｓ ｔ ｓｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｄ ｒ ｇ ａ ｐ ｉ
计算结果真实可信 ，具 有现实指导意 义。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｓ ｕｎ ｃ ｐａ ｉｏｒ ａ ｅ ｉ ｌ ｕ ｅ ａ ａ ｅ ｃ ｉ ｃ ｍ ｐｅ ａ ｏ ． Ｆｏ ｉｓ ｎｅｇｙ ｔ ａ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ａ ｔａ ｔ ｅ ｈ ｔ ａ ｃ ｔ ｓ ｒ ｗ ｄｅｙ ｓ ｄ ｓ ｒ ａ ｔｖｅ ｏ ｎｓ ｔ ｒ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓｏｒ ｇｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎｄ
闸 ，使得在投切并联补偿装置 的过程 中产生 幅值很高的涌流和操作过 电压 ，从而对设备 的绝缘水 平和使用寿命造成不利影
响 ，甚 至威胁到系统 的安 全稳 定运行 。为此 ，以Ｅ ＰＡ Ｐ 并联 电容器投切过 电压的机理进 行分析 ，结 合油 田电网中实 ＭＴ ／Ｔ 对
际的 ｌＯＶ 电站 ，建立 了仿 来自模型 ，进行暂态过程 分析 ，通过 与实际投切操 作时的仪表测量值进 行对比 ，表 明数 字仿真 】ｋ 变
关键词 ：并联 电容 器
投切过 电压
Ｅ ＰＡ Ｐ 仿真 ＭＴ ／Ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ ｕ ｔ ａ ａ ｉ ｒ Ｏｖ ｒ ｏ ｔｇ ａ ｓ ｄｂ ｗｉ ｈ ｎ Ｅ Ｔ ／ Ｔ Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｈ ｎ ｐ ｃ ｔ ｃ ｏ ｅｖ ｌ ｅｃ ｕ ｅ ｙ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｃ Ｍ ＰＡ Ｐ ｉ ｌｔ ｏ
电容器组过电压保护器资料
概述●滤波电容器组开关柜被击穿的事故使用电弧炉等重负载的系统或变电站，一般要在系统上并联电容器组进行补偿，以减少谐波对电网的污染和提高功率因素。
可是，在投切电容器组时，在负责投切电容器组的开关柜内会出现较高的过电压，频繁造成断路器相对地（柜体）、相间击穿，严重影响设备的正常运行。
●避雷器只能限制过电压的幅值，不能限制过电压的频率根据国标要求规定，以35KV系统为例，避雷器在标称电流下的冲击残压应不高于134 KV，其最大过电压保护倍数为：K=＝4.07倍。
事实上，采用避雷器来进行过电压保护，只能限制过电压的幅值。
当系统内一旦出现高频过电压，即使其幅值被限制，对于高频波，系统原绝缘水平则都相应降低；当高频过电压来临时，即使过电压幅值被限制在国标要求范围内，但是，系统容抗因高频原因急剧下降，表现为低阻抗性质，若此时开关柜内再有绝缘间距不足、污秽等因素，极易发生延面爬电击穿短路的现象，给人造成避雷器未能限制其过电压假相。
分析过电压产生的原因当系统分闸的时，电容器组上的电压为相电压的最大值：＝28.6KV，相当于1倍电压，同时，由于断路器的截流效应，电抗器两端将产生至少2倍以上的高频振荡过电压，经过电容器组的传递叠加，其过电压可达到至少3倍以上，即电容器与断路器之间连接部分上的电压幅值可达到100KV以上，这样的高频过电压对与电容器相连的断路器、开关柜的绝缘都存在巨大的威胁。
当系统合闸时，若理想开关，应没有反弹，事实上，绝大多数开关都有反弹，简单理解，开关反弹相当于一连串的合、分闸操作，其过电压危害极大。
●解决方案我公司研制的SCLP系列滤波电容器组开关柜过电压保护装置，能有效抑制上述过电压，并将过电压倍数限制在2.5倍以内，这样的过电压保护水平相当于国标要求的6 0％，大大降低了滤波电容器组开关柜内在分闸时产生的过电压，真正实现过电压保护功能。
该装置已在宁夏石嘴山供电局落石滩变电所成功通过试验。
特点●SCLP结构简单、体积小巧，安装方便；●SCLP可以将滤波电容器开关柜的过电压倍数限制到1.83倍，远低于国标要求的4.0 7倍，为国标要求的45％，并且安全可靠；●配有可计99999次的无源计数器，自备电池可使用5～10年；●户内外皆可使用。
并联电容器组分闸过电压的研究及保护措施
并联电容器组分闸过电压的研究及保护措施俞海左强鞠云华（1、辽宁荣信电力电子股份有限公司，鞍山114041；2、辽宁荣信电力电子股份有限公司，鞍山114041；3、沈阳电力勘测设计院沈阳110003）摘要：并联电容器组是电力系统无功补偿的常用设备，由于负荷和系统运行情况的经常变化，并联电容器组也需要经常投切，断路器切除电容器组时，可能发生单相或两相重击穿，重击穿引起的过电压可能会危害设备的绝缘，造成设备损坏。
本文分析了一个断路器带一个并联电容支路的情况下，断路器分闸重击穿过程中，并联电容器组相对地电压和电容器组两端的电压，研究了避雷器的选用方法，并利用PSCAD/EMTDC仿真程序对重击穿过程进行了仿真。
结果表明：一个断路器带一个支路的情况下，电容两端不需要加装避雷器保护。
相对地应加装避雷器保护或提高耐压水平，避雷器的通流能力应通过仿真计算确定。
关键词：并联电容器、重击穿、过电压、避雷器、PSCAD仿真引言电网中存在着大量的感性无功负荷，这些负荷会使得网络损耗增加，电压质量恶化，为了降损节能，提高供电质量，常使用并联电容器组进行无功补偿。
由于每日都有负荷高峰和低谷，所以对无功的需求也在频繁的波动。
在负荷高峰时，需要投入电容器组，在负荷低谷时，需要切除电容器组。
一般来说，每24个小时就至少要有一次投入和切除电容器的动作。
在切除电容器组的过程中，有一定的概率发生断路器重击穿。
重击穿会导致过电压，并损坏设备。
尽管经过老炼处理的真空断路器单相重击穿的概率大约为1%-3%[2]，SF6断路器的重击穿几率更小，但是由于投切动作较为频繁，真空断路器每年仍旧可能发生3-5次重击穿，六氟化硫断路器也有发生重击穿的可能性。
所以有必要对断路器分闸重击穿的过程进行分析，并设计适当的保护措施，在重击穿发生时保护设备不会受到过电压的损害。
本文着重分析了并联电容器组在断路器分闸重击穿的过程中可能发生的过电压，应采取的保护措施，以及采取保护措施之后的效果。
电容器电流过零切除为什么会产生过电压
电容器电流过零切除为什么会产生过电压电容器电流过零切除为什么会产生过电压电容器在切除之后会产生过电压，对于这个问题普遍的解释是由于切除过程中开关接点产生电弧重燃现象而导致电容器过电压。
由电弧重燃而导致过电压需要由多种因素共同作用，包括接点断开时间、系统电感、重燃时间等等因素，其作用机理分析十分复杂，因此我们在此不对其进行讨论。
使用晶闸管控制的电容器在切除之后同样会产生过电压，这种现象就不能用电弧重燃来解释，因为晶闸管不会产生电弧重燃现象。
晶闸管只有在电流过零时才能关断，因此晶闸管控制的电容器一定是在电流过零的情况下切除的，所以我们就以晶闸管控制的电容器来对过电压现象进行讨论。
对于晶闸管控制的单相电容器，在切除之后不会产生过电压。
由于电容器的电压与电流有90度的相位差，因此电容器电流为零的时刻正好是电压最高的时刻。
因此我们可以确定：晶闸管控制的单相电容器在切除之后的电压等于电源电压的峰值，也就是电源电压有效值的1.414倍，这个电压处于电容器的耐压范围之内。
对于晶闸管控制的三相电容器则情况完全不同。
三相电容器的切除过程比单相电容器的切除过程要复杂得多，晶闸管控制的三相电力电容器在切除后会剩余异常的高电压，可能会对电容器的安全构成威胁。
下面以图1示出的结构为例介绍一下三相三角形连接电容器的切除过程：图1设系统电压有效值U=400V，并且在A相电压接近正峰值时取消晶闸管的触发信号，于是晶闸管SCRA在A相电压等于正峰值时（此时SCRA的电流为零）关断，在这个瞬间:UA=400×1.414÷1.732=327VUB=-400×1.414÷1.732÷2=-163VUC=-400×1.414÷1.732÷2=-163V根据上面三式，我们可以确定电容器上的电压：CAB电压=327+163=490VA端为正CCA电压=327+163=490VA端为正CBC电压=0在SCRA关断之后，电路结构变成电容器CAB和CCA串联之后再与CBC并联的形式。
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• (3)合闸弹跳 • 由于真空开关的触头是平面接触,在合闸时难以完全避免弹跳现象,这样 就将出现电弧断开又接通的重复过程,与电容器充电状态下的重新合闸 的状态相近似,当触头接通瞬间发生弹跳,其电流高频过零时,发生熄弧, 此时在电容器上已充有电荷,当触头再次接通时,有如断路器发生分闸重 燃一样,产生较高的合闸过电压,同时电容器极间也会产生较大的过电压。 一般来说,合闸弹跳过电压比重击穿过电压要低。但因电容器组需进行 经常操作,在这样的过电压多次冲击下,电容器的绝缘劣化速度将加快。
• 并联电容器组分闸过电压主要是指分闸重燃过电压,包括单相重燃和多 相重燃过电压。重燃过电压是由于切除电容器组时因开关的重燃而引起 的,当开关断开电流熄灭后,电容器组上的残存电荷在短时间内无法释放, 电容器组上将残留直流电压,假如开关弧隙绝缘恢复的速度低于恢复电 压增长的速度,一旦真空开关的电气恢复强度不能承受加于其上的暂态 恢复电压,将发生重击穿,引起电磁振荡,产生重燃过电压。真空断路器 投切电容器组产生过电压,所有成因都归结为电流过零后一段时间内(几 ms至几s),弧隙动态介质恢复强度低于恢复电压而导致电流重现。
4000
ep 1% nano 4% nano 7% nano ep 1% nano 4% nano 7% nano
3500
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• 近年来,随着电网容量的迅速增大和对电能质量要求的不断提高,电容器 的投切操作越来越频繁。低压无功补偿装置的投切采用晶闸管投切技术, 能精确地控制电容器的投切时刻,从而最大限度地减少投切时的冲击电 流和过电压。而高压电容器的投切,由于受到可控硅器件耐压的限制不 能做到无触点精确控制,都是利用断路器来投切,不可避免地带来操作过 电压。另外,真空断路器被大面积应用,由于其开断特性和电弧特性与以 往使用的油断路器不尽相同,使得操作过电压引起的故障现象有了一些 新的特性,不少性能比较差的国产真空断路器分闸时重燃现象严重。
• (2)非同期合闸 • 断路器非同期合闸时,可能出现其中一相先合闸使电容器充电,而 其它两相接通时,可能会遇到大小相近,极性相反的工况,发生非同 期合闸过电压。
4000 3500 3000 2500
4000 3500 3000
0k 100 k 500 k 0k 100 k 500 k
|Us|/kV
• 并联电容器组操作过电压的危害总的来说主要是损坏并联电容器 组的设备,持续的过电压会大大降低电容器装置的寿命,严重的操 作过电压会破坏电容器的对地绝缘或发生极间击穿,使电容器装置 不能正常运作,进而牵连和破坏系统中其他设备,影响电网的正常 运行。
• 并联电容器过电压操作过电压： • 合闸过电压 • 分闸过电压
1 + A + a
1
B 0.5
0.5
b 0.5
c
0.5
o
+
0.5
t=0ms,A相电流过零时断开
• 过四分值之一工频周期后,B、C相间电压最大,电流过零,两相同时熄 弧,此时A相电容上保持1不变,B、C两相电容则相应加上原直流分量 0.5,分别为0.37和-1.37,中性点电位为0.5。所以,正常分闸情况下,电 容器极间只耐受1.37的过电压作用,对地仅耐受0.5电压,不会对电容 器绝缘构成威胁。 • iBC=0 • Uan=Um， Ubn=0.37Um , Ucn=-1.37Um ,Unm=0.5Um, • B、C相同时熄弧
1
1 0.5
0.5
0.37
0.5
1.37
t=0.01ms,A相开关断口电压最大
1
1 -4.5
0.5
0.37
0.5
1.37
t=0.01ms,A相重燃
• 由于中性点不接地系统允许单相接地运行2小时,因此在电源侧单相 接地故障情况下也可能开断电容器组,可用类似的分析方法求得相 对地过电压最高达到-8.5,中性点电位达到-6.83比无故障情况下的 单相重燃过电压更严重。
3500
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|Us|/kV
2000
1500
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500
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ep 1% nano 4% nano 7% nano ep 1% nano 4% nano 7% nano
2500
|Us|/kV
并联电容器组操作过电压分析
• 在电力系统中,电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。确 保电力系统的正常运行,供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。 • 电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制,即对系统进行无 功补偿。进行无功补偿的方法很多,主要有:同步发电机补偿、同步电动机补 偿、同步调相机补偿、并联电容器组补偿及用静止无功补偿装置进行无功补 偿等。 • 目前国内用得较普遍的是并联补偿电容器,它可根据需要由若干电容器串、并 联组成,容量可大可小,即可以集中使用、又可以分散使用,且可分相补偿,可 随时分组投切,具有运行灵活,有功损耗小,维护方便,投资少等优点,因此,并 联补偿电容器组作为一种无功电源被广泛应用于电网的无功补偿,以提高电压 质量和功率因数,减小电能损耗。
0
A
1
B 0.87 +
0.37 + 1.37 +
0.5
+
C 0.87
t=5ms,B、C相间电压最大时两相断开
• 分闸单相重燃 • 断路器各项触头恢复电压最大： • A:10ms 2.5Um • B:16.7ms 1.87Um • C:13.3ms -1.87Um
• 断路器三相分闸后, t=10ms时,A相断路器断口上的恢复电压将达 2.5,B相和C相的断口电压分别为0.37和-1.37。如此时A相发生重燃, 由于回路中有串联电抗等电感元件存在,A相电源经A相电容器和中 性点电容接通,形成自由振荡。忽略损耗,A相对地电压将达[2×()l-(1+0.5)]=3.5,由于A相电容远小于中性点杂散电容,过电压主要 加在中性点电容上,A相电容上的电容基本未变,所以中性点电位达 到(-3.5-1)=-4.5,其他相的对地电位也将升高,C相对地电位为[(1.37)+(-4.5)]=-5.87,B相对地电位为[0.37+(-4.5)]=4.13。
• 分闸两相重燃
• 断路器分闸两相重燃分为两相非同时重燃和两相同时重燃两种情况。由于 单相重燃时回路的振荡频率很高,中性点电压在很短的时间内上升,使其他 两相的断路器断口间恢复电压迅速上升,导致另一相随后重燃,这种情况是 两相非同时重燃。由前分析可知,A相重燃后C相恢复电压可达 (1.0+5.87)=6.87,假设C相在断口恢复电压最大时重燃,一方面主要时A、C 相电源通过串联电抗对 C充电,使A、C相电容上的电压增大,另一方面A、C 相电源通过串联电感和C对中性点电容充电,使中性点上的电压出现振荡。 用类似的方法分析可得,A相电容上的电压为-2.87,C相电容上的电压为2.5, 中性点电位和相对地电压最大值基本等同于C相重燃前的状态;
• 除了由单相重燃引起的两相非同时重燃情况外 ,实际运行中也可能 发生A、C两相同时重燃,假设两相重燃在A、C相相间电压最大时发 生 , 此时 A 、 C 相的电容器极间过电压接近最严重情况 , 用类似的方 法分析可得A相电容器极间电压达到 3.1,C相电容极间电压为2.73, 考虑串 联电抗 器的影 响 , 用运 算法可 得电容 器最大 极间电 压 为 3.1(1+k),k为串联电抗率。显然,两种两相重燃情况的电容器极间 过电压均超过了电容器极间操作冲击耐压水平。
2000
1500
1000
500
0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
t/s
• 电容器在开断过程中,若开关不发生重燃,电容器组为自然开断,即电 容器组正常分闸。图1所示是并联电容器组的简化电路图,中性点对 地电容远小于补偿电容。假设断路器动作后,在t=0ms时,A相电流先 过零,熄弧,此时A相电源恰为最大值,即相电压峰值Um(以下未作特别 说明的电压倍数均以相电压峰值为单位)。由于A相电容器的电荷无 法释放,故A相电容上有直流电压1.O,B、C相电容上有直流电压0.5 。
• 合闸过电压 并联电容器组的操作过电压主要是指分闸重燃过 电压,合闸时一般不会产生威胁电容器绝缘的过电 压。按照开关三相合闸的不同情况划分,合闸过电 压主要有:三相同时合闸过电压、非同期合闸过电 压、合闸时触头弹跳过电压等,其中由合闸弹跳引 起的过电压最主要。
• (1)正常合闸 • 电容器合闸时,电容器两端的电压由两部分组成,即工频部分和高频部分, 工频部分就是电容器两端的稳态电压,高频部分为暂态电压,产生极间过 电压主要因为存在高频暂态电压,而暂态电压与合闸瞬间电源电压的初 相角以及电容器上的残压有关。未充电的电容器合闸时,极间过电压的 最大值不会超过其额定电压峰值的2。如果电容器处于充电状态,而充电 电压和系统电压大小相等,极性相反时,合闸时的极间过电压可能达到3。