并联补偿电容器的应用(PPT)

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第四节 高压并联电容器运行问题
四、合闸涌流问题
电容器组在投入时会出现涌流，涌流的频率较 高，可达几百到几千赫，幅值比电容器正常工作 电流大几倍到几十倍，但持续时间很短，小于 20ms。涌流过大可能造成高压断路器触头熔焊、 烧损；涌流产生的电动力可能会使零件损坏；也 可能给电流互感器和串联电抗器造成绝缘损伤。 电容器涌流由工频部分和高频部分组成。 限制涌流的有效措施是在电容器组上串联合适 的电抗器。
并联补偿电容器的应用
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第一节 并联电容器基础知识
一、并联电容器的作用 并联电容器是一种无功补偿设备。通常 （集中补偿式）接在变电站的低压母线上，其 主要作用是补偿系统的无功功率，提高功率因 数，从而降低电能损耗、提高电压质量和设备 利用率。常与有载调压变压器配合使用。
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第一节 并联电容器基础知识
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第三节 高压并联电容器组常规设计
四、并联电容器装置的保护配置 常规保护 ——过电压保护、失电压保护、过电 流保护、速断保护。 并联电容器整组内部故障保护——开口三角电 压、差动电压、中性线不平衡电流、桥差电流、 单相接地保护。 并联电容器单台内部故障保护——有熔断器保 护。 并联电容器元件故障保护——有内熔丝保护。 电容器组的操作过电压保护———电容器组限制 操作过电压的主要手段是加装避雷器，通常选用 电容器组专用的无间隙氧化锌避雷器。
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第三节 高压并联电容器组常规设计
五、并联电容器及配套装置安装
（一）电容器的布置和安装：电容器装置的构架设计应便于维 护和更换设备，分层布置不宜超过三层，每层不应超过两排， 四周及层间不应设置隔板。
电容器(户外、户内) 电容器底部距地面 户外 300 户内 200
名称
间距 最小尺寸 100 排间距离 200
第四节 高压并联电容器运行问题
一、电压对电容器的影响 （一）电压对电容器的影响
运行电压过高，会使电容器过负荷发热量增加，绝缘加速老化，导致 损坏或缩短使用寿命，反之，如果运行电压过低，会影响电容器无功出力是 不经济的。因此，在日常运行中要加强电压监视，控制好运行电压。
（二）电容器的最高工作电压 电容器额定电压选择应考虑:电网处的运行电压、运行中承受的长期 工频过电压、串联电抗器引起的运行电压升高。电容器组的投入而 引起的母线电压升高、谐波引起的电容器端电压升高、一相中电容 器串联段之间的电容器偏差引起电压升高、外熔丝熔断引起的电容 器缺台运行、星形接线中性点不接地电容器组三相电容不平衡引起 的中性点电位偏移导致电容器电压升高。
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第三节 高压并联电容器组常规设计
五、并联电容器及配套装置安装
（二）串联电抗器的选择布置：串联电抗器的电抗率即每相额定感抗 与额定容抗百分比（%）。电抗器的接线位置是干式空心串联电抗器宜 接在装置电源侧；铁心串联电抗器宜接在中性点侧。 电 抗 器 的 布 置 方 式
干式空心串联电抗器的布置推荐水平安装， 应避免三相叠装 布置空心电抗器时，要避开继电保护和微机 室。空心电抗器周边墙体的金属结构件及地 下接地体均不得呈金属闭合环路状态，避免 电抗器损坏。 干式空心串联电抗器的电源引入线，应软连 接。
电容器和电容器元件的工频稳态过电压和相应的 运行时间 工频过电压倍 数 1.05 1.10 1.15 1.20 1.30 持续时间 连续 每24h中8h 每24h中 30min 5min 1min 系统电压调整与 波动 轻荷载时电压升 高 说明
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第四节 高压并联电容器运行问题
二、电流对电容器的影响
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第二节 并联电容器基本原理及构造
三、电力电容器的绝缘介质（2种） 电 力 电 容 器 的 绝 缘 介 质 电容器液体介质
二芳基乙烷（又称S油）和 C01(苄基甲苯)，少量使用SAS40和 IPB(异丙基联苯)
电容器固体介质
膜（聚丙烯）纸复合结构（二 膜一纸）及全膜结构（二膜或三膜）
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第二节 并联电容器基本原理及构造
框架顶部 至屋顶净距 1000
装置应设维护通道，其宽度（净距）不应小于1200 mm，维护 通道与电容器之间应设置网状遮拦。电容器构架与墙或构架之间设置 检修通道时，其宽度不应小于1000 mm。单台电容器套管与母线应 使用软导线连接。不得利用电容器套管支撑母线。单套管电容器组的 接壳导线，应由接线端子的连接线引出。
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第四节 高压并联电容器运行问题
一、电压对电容器的影响
3．标准对电容器运行电压的要求
电网运行电压的允许范围：满足
GB12325-1990《电能质量供电电压 允许偏差》的规定 。 电容器允许过电压：按右表要求。 电容器额定电压与电网运行电压 的关系：国标规定电容器额定电压 应不低于该电容器所要接入电网的 最高运行电压，还需考虑接入电容 器后所引起的电压升高。因此，所 选的电容器额定电压应略高于电网 额定电压。
二、并联电容器的分类
低压并联电容器
按照电压 等级 高压并联电容器
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第一节 并联电容器基础知识
（二）高压并联电容器分类（6种）

壳式单元电容器 箱式高压并联电容器 集合式高压并联电容器 充气式集合并联电容器 自愈式电容器 静止型动态无功功率补偿装置（SVC）
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第一节 并联电容器基础知识
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第三节 高压并联电容器组常规设计
三、并联电容器接线方式
电容器组接线方式有星形接线和三角形。 实际运行经验表明，三角形接线的电容器组其损 坏率远高于星形接线，爆炸起火的事故大多发生在三 角形接线的电容器组。这是因为三角形接线的电容器 组当电容器发生极间击穿时，会造成电源的相间短路 ，较大的短路电流流过故障电容器会造成较大的冲击 波而使电容器外壳爆破而起火。而星形接线电容器组 ，当电容器极间发生击穿不会形成相间短路。即使发 生电容器的极间击穿，其故障电流只有电容器组相电 流的 3 倍，比起相间短路时故障电流要小得多。因此 ，目前高压并联电容器组接线只采用星形接线。
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第七节 高压并联电容器的运行管理
（二）投运
电容器组电缆投运前应定相，应检查电缆头接地良好， 并有相色标志。两根以上电缆两端应有明显的编号标志，带 负荷后应测量负荷分配是否适当。在运行中需加强监视，一 般可用红外线测温仪测量温度，在检修时，应检查各接触面 的表面情况。停电超过一个星期不满一个月的电缆，在重新 投入运行前，应用摇表测量绝缘电阻。电力电容器组新装投 运前，除各项试验合格并按一般巡视项目检查外，还应检查 放电回路，保护回路、通风装置应完好。构架式电容器装置 每只电容器应编号，在上部三分之一处贴45℃～50℃试温蜡 片。 设备新投运时应在额定电压下合闸冲击三次，每次合闸 间隔时间5分钟，应将电容器残留电压放完时方可进行下次 合闸。
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电抗器的作用



1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和 保护电容器。电抗率在0.1%－1%左右即：可将涌流限制在额定 电流的10倍以下. 2、电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤 波器。滤去某次高次谐波，而降低母线上该次谐波的电压值，提 高电网的电压质量。 3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况， 查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的 设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一 下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器 。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声 ，线性度好，损耗小。 4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电 容器装置向系统提供短路电流值。
四、并联电容器的结构
并联电容器主要由芯子、外壳、出线结构进行装配，经 过真空干燥浸渍处理和密封即成电容器。
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第三节 高压并联电容器组常规设计
一、并联电容器容量的确定
国家电网公司所属的各级电网企业、并网运 行的发电企业、电力用户在配置无功补偿设备 时均应严格按照Q/GDW212-2008《国家电网 公司电力系统无功补偿配置技术原则》进行配 置。
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第四节 高压并联电容器运行问题
三、温度对电容器的影响
电容器和大部份其他电气设备（变压器、发电机）不 同，它通常都在满负荷下较长时间运行的，而其他电气设 备则负荷随时变化，温升也随之增高或降低，因此电容器 是不能从日负荷变化而使平均温升较低的特性中得到好处 。另一方面电容器的绝缘介质又在较高场强下运行。如长 时间在高场强和高温下运行将导致电容器逐渐劣化、介质 击穿、或因介质损耗的增加，热平衡破坏造成热击穿缩短 使用寿命，因此电容器制造设计的运行温升较其他电气设 备的温升要低些。
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第四节 高压并联电容器运行问题
五、分闸过电压问题
截流过电压
分 闸 过 电 压
分闸重燃过电压
无故障单相重燃
带故障单相重燃
两相重燃
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第四节 高压并联电容器运行问题
六、谐波问题
1．电容器容量与谐波放大关系
电容器在实现分组运行后，要防止它在投切过程中发生有害的谐振 和不适当的谐波放大，必须正确选择各安装处的电容器分组容量。 在不同的短路容量下，投入相同容量的电容器，使母线电压上升的 幅值不同，短路容量越小，上升幅度越大。 电容器组对谐波和母线电压的影响是随着安装处的不同而有所区别 的。因此，对电容器分组容量的确定不能统一规定，要视具体情况而 定。
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第三节 高压并联电容器组常规设计
二、并联电容器装置组件
（ 一 ） 并 联 电 容 器 的 组 成 元 件
投切装置
断路器 隔离开关等
主功能装置
包括并联电容器、串联电抗器、过电压保护装置 、放电装置、单台电容器保护熔断器、氧化锌避 雷器、接地刀闸、构架等
控制、测量、 电压、电流变比设备，测量仪表、继电 保护装置 器保护、自动控制装置
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第三节 高压并联电容器组常规设计
（二）并联电容器装置中各元件的作用
• 并联电容器:产生相位超前于电网电压的无功电流，提 高电网功率因数。 • 串联电抗器：抑制合闸涌流，抑制电网谐波。 • 放电装置：泄放电容器的储能，提供继电保护信号。 • 氧化锌避雷器及过电压保护装置：抑制操作过电压。 • 单台电容器保护熔断器：为无内熔丝电容器的极间短 路提供快速保护。 • 接地刀闸：用于检修时的安全接地。 • 导体、支柱绝缘子、构架等：构成装置的承重体系、 电流回路。
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第一节 并联电容器基础知识
四、高压并联电容器额定值及铭牌参数 铭牌参数：
电容器名称、型号、额定频率，HZ、额定电压，KV、额定电流，A、额定 容量，kavr、实测电容量，uF、内部元件串并联数、重量，kg、环境温度类别 （例如：-40/A）；内部有放电元件，以符号“ ”表示、内部有熔丝的， 以符号“ ”表示、编号、出厂年月、制造厂家。
三、并联电容器型号表达式及含义
W-户外型，G-高原型，户内型无字母 1-单相，3-三相
额定容量，Kvar 额定电压，KV；分子表示线电压，分数 值表示相电压 设计序号，可略去
M-全膜介质，MJ-金属化膜，MH-集合式， F-膜纸复合介质
A-苄基甲苯，B-异丙基联苯，F-二芳基 乙烷，G-硅油，W-烷基苯 B-并联电容器
额定值：
1.额定电压（KV）
一般宜选择以下额定电压（kV）：6.3/√3、6.6/√3、7.2/√3、10.5/√3、 11/√3、12/√3、11、12、20、21、22、24、38.5/√3、40.5/√3。也可根据 实际需要选用其他额定电压。
2.额定容量（kvar）
一般宜选择以下额定容量（kvar）：（25）、50、100、200、334、1000、 1200、1500、1667、1800。也可根据实际需要选用其他额定容量。
国家标准规定电容器应能在有效值为1.3In的稳 定电流下运行。 在实际的供电网络中，运行电压的升高和电源 电压中的谐波往往是同时存在的。如果要求电容器 的实际无功功率不超过额定无功功率的l．35倍，则 允许运行电压升高和允许某次谐波分量的大小两者 之间是互相限制的。若运行电压太高，可调整变压 器分接头或在电压过高时将电容器退出运行，如电 流增大，却没有伴随电压增高时，说明存在高次谐 波电流，应采取限制谐波的措施，如大功率整流器 近旁安装交流滤波器，整流装置多极化。当谐波源 影响到电容器安全运行时，可在电容器回路中装串 联电抗器。允许在不超过额定电流30%情况下长期 运行，三项不平衡电流不应超过±5%
2．高次谐波共振过电压
供电网络的阻抗和电容器组的电容可以看成一个RLC的串联回路， 如果回路中某次谐波的谐振频率等于回路的固有频率时，回路就会发 生谐振。
3．采取限制措施
在电容器回路中串联一电抗器。
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第七节 高压并联电容器的运行管理
一、并联电容器装置的验收投运
（一）验收 1．外观检查 2．设备完好性检查 3．运行要求核实 4．对成组安装的并联电容器的要求 5．电容器装置验收时应提交的资料