串联电容器及成套装置介绍

3.6 试验内容和条件不同
序号
试验内容
串联电容器
并联电容器
1
试验标准
GB/T6115.1-2008
GB/T11024.1-2001
2
电容测量
±3、±1.5（实测）
±3
3
电容器损耗测量
≤0.02、0.016（实测）
≤0.02
4
端子间电压试验
出
4(1..33UUnlim=（1.3×D2C.3U）n=2.9/190Usn/A、C ）2.15Un （AC）/10s
• 串联电容补偿的调压作用是连续的，能随着负荷变化而自动改变 调压能力，因而减少了受端电压的波动。用串联补偿来改善电压水 平要比并联电容补偿优越的多。
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
• 为了达到同样的调压效果，通常串联电容器容量仅为并联电容器 容量的1/4～2/5。
3.5 运行工况不同 3.5.1 串补装置运行工况 • 串补装置要经受系统（异地或近地 ）短路故障时和切除短路故障
安装组数
500
500
500
固定串补 固定串补 固定串补
2（4分段） 1 （ 两 分 段 ）2
500 固定串补
5
补偿度 %
35%
补偿容量 Mvar
380.54*2 297.44*3
过电压保护系数
2.3
供货商
电科院
电科院
电科院
电科院
GE
投运年份
予计09.3 2008
单元并串联
额定电压
kV
额定容量
kvar
722
441
内熔丝 内熔丝
343*178* 1000
94
100
COOPE R
西安ABB
美国GE
12.45
367.4 无熔丝
C00PER NOKIAN
上海库 柏
我国串联补偿装置一览表
站名
桂林
砚山
建水
忻都
霍州
地点
桂林 云南文山州 云南红河州
灵山县
砚山县
建水县
忻都
线路
墨江-红河 神木-石家庄
电压等级 kV 类型
美国GE 电科院 电科院 电科院 电科院 西门子 电科院
投运年份
2000
2001
2003
2003
2003
2004.12
2005
2006
2007
2008 2008.10 2006.8 2007.5
单元并串联 10*4*2*2 *2
11*8*2， 10*2*2
6*2*2
6串*10* 2*2*2
额定电压
kV
3. 串联与并联补偿有哪些不同？（GE）
3.1串联与并联补偿的作用不同： • 并补装置能够减少线路中和变压器有功损耗和无功损耗； • 并补装置能够提高连接点的电压水平； • 并补装置可以提高电源侧功率因数； • 并补装置能增加电源能力提高线路传输效率； 3.2 接线方式不同： • 与负荷阻抗电气相并联的为并补装置，见图1。 • 与线路阻抗电气相串联的为串补, 见图2。
当线路负荷增大时，线路上的电压损失使末端电压水平不符合负 荷正常工作要求，用串联电容器补偿一部分线路电抗，使线路电 压损失减少，以保障受端电压达到要求。
在满足末端电压达到要求的前提下，甚至可以把线路的输送容量 ，提高到按导线发热条件所决定的容量。
2. 串联补偿装置在电力系统中的作用
2.2 改善电压质量减小末端电压波动。 当线路上带有大容量冲击负荷时（如：电弧炉，轧钢设备等）
• 串补装置退出运行，将会影响系统电压、输送容量等。因此，对 串补装置运行的可靠性要比并补可靠性要求高的多。
3.4电压调整效果不同
• 并联电容仅使电压升高某一数值，且随着负荷（电流）的增大 （线路末端电压下降），并联电容无功输出下降，用户侧需要容性 无功时，并补装置容性无功出力反而下降， （用电压负反馈），对 于电容器生产厂而言，反而更担心轻负荷工况。
串联电容器及其成套装置介绍
串联电容器及其成套装置介绍
（一） 串联电容器 （二） 高压串联电容器装置
（一） 串联电容器
1． 串联补偿发展简介； 2． 串联补偿装置在电力系统中的作用（注：题目）； 3. 串联与并联补偿有哪些不同（注：题目）？ 4. 串联电容器设计中的几个争议问题（注：题目）； 5. 串联电容器设计可靠性估计； 6. 串联电容器组内部故障保护整定计算； 7. 绝缘水平及绝缘配合、 成套机械强度； 8. 电容器组结构及接线原理； 9. 成套故障箱壳爆破能量计算；
串联和并联电容器组允许工况----过流和暂态极限过电压对比表
持续时间 长期持续运行 8h（间隔12h）
2h（间隔8h）
30min（间隔6 h） 10min（间隔2h） 10s 10s 300～500ms
串联过电流倍数（P.U）
GB/T6115.1
项IN
1.1 IN
3.6 试验内容和条件不同
序号 1
试验标准
试验内容
9
热稳定试验
10
端子与箱壳间交流电压试验
11
端子与外壳间雷电冲击试验
串联电容器 GB/T6115.1-2008
并联电容器 GB/T11024.1-2001
1.44Qn/50mm/55℃/48h /最热点温 1.44Qn/50mm/55℃/48h /最
串联电容 器
单元
熔丝种类 箱壳尺寸
mm 重量 kg
制造商
桂容、 西安ABB
西安ABB
西安ABB
思源
沽源
长-南-荆
长治-南阳-荆门 1000
固定串补 4组（远期12组） 20% 1×960+2×720+1× 600 =（∑3000Mvar） 2.3 电科院 2012建 4串19并 6.15、6.25
CAM6.15-558-1 CAM6.25-568-1 内熔丝
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
开关重燃过电压： 正常开断，电压不大于1.37Um。
单相重燃时过电压，极间电压1.37Um，极对壳电压4.5Um。 两相重燃极间电压3.1Um，当然幅值还与重燃的次数有关。
正常允许过电流：1.3IN，考虑允许电容偏差允许范围，最大电流 不大于1.5IN。
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
2. 串联补偿装置在电力系统中的作用
2.6 减少线路有功损耗 • 由于串联电容器的接入，是线路末端电压的升高，也附带地减
少了线路的功率损失。串联补偿减少线损不如并联补偿减少线损的 效果显著。 • 串补装置在电力系统中的作用归纳：
减少线路电压降、减小系统电压波动、增加输送容量、提高送 端功率因数和减少线路有功损失。
1928年3月，美国纽约电力和照明公司所属的一条33kV线路上， 首先应用电容器，使线路的输送容量自33A提高到67A。但由于一 些技术问题（如：电容器的过电压保护装置）没有得到解决，没有 得到很大推广。
1 串联补偿装置发展简介
• 1950年在瑞典斯塔茨福（Stadsforsen）到哈尔斯堡（Hallsbery） 480km的220kV线路上的阿尔夫塔（Alfta）建立了世界上第一条 220kV的高压串联电容器站，安装容量31.4Mvar，补偿度20.4%。由 于串联电容器的投入，线路输送容量从140MVA提高到175MVA，提 高25%。
电压波动很剧烈，串联电容器作为一种没有延迟性的调压装置， 可以有效地用来平息这种波动。
2.3 缩短线路电气长度。 高压电网线路的电抗约占输电设备总电抗的20～70%，且随着
高压输电线路的不断增长，线路的稳定极限和送电能力将受到限 制，串联电容器的作用相当于缩短了线路的电气长度，从而提高 线路的稳定极限。
1 串联补偿装置发展简介
随着交流电力系统的发展，输、配电线路的长度不断增长，相应 的线路阻抗随之增大，使线路的输送能力受到限制。在中低压电网 中由于线路阻抗的增大，使电压质量不能保证，从而限制了线路的 送电能力，在高压远距离输电线路上，很大的线路阻抗限制了系统 的稳定极限。
1920年，美国H.M.Hobart提出将电容器接在配电变压器上，以减 轻变压器负荷。
＜90kg 西 安 ABB 南 阳 站 2×720 桂林-荆门、思源-长 治
1 串联补偿装置发展简介
按照补偿阻抗的可控性，串联电容补偿分为： 固定串补（FSC）和可控串补（TCSC）。 我国串补工程18个项目，可控串补：广西平果（西门子）、碧成
、伊冯（电科院）。其余为固定串补。 电压等级分：2个220kV，15个500kV, 1个1000kV。
2. 串联补偿装置在电力系统中的作用
2.4增加线路输送容量 线路输送容量往往是受线路电压损失所限制，在线路上串联电
容器后，由于电压的损失减少，可以提高同一线路的输送容量。 补偿度越大，线路的输送功率提的越高。 2.5 增大线路送端功率因数 由于功率通过电容器时产生的容性无功功率，补偿了一部分线 路电抗中所消耗的感性无功功率，送端和末端电压之间的相角的 减小，在末端负荷功率因数不变的条件下，使线路送端的功率因 数增大。
8.826
5.96
7.3/4.98
串联电容器
额定容量 kvar
521
单元 熔丝种类 内熔丝
736.7 内熔丝 内熔丝
664/598 内熔丝
箱壳尺寸 mm
343*178* 699
343*178 * 1140
重量 kg
62
100
82/88
制造商
COOPER ABB
NOKIAN
COOPE R
6.615 4.383
1.35 IN 1.5 IN
1.2 IN
1.35 IN 1.5 IN 8. IN 1.15Ulim 1.35Ulim
并联允许的电压水平
GB11024.1
1.0Un 1.10Un
1.15 Un 1.2 Un 1.3 Un
连续
8h（间隔 24h） 30（间隔 24h）
5min
1min
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
平果
河池
成碧
百色
三堡Ⅲ 伊冯
浑源 上承姜 奉节
越南
地点 线路 电压等级 kV
徐州
河北 张家口
阳城淮安 500
大同房 山
500
丰万顺 500
广西 天广
500
广西 贵广 500
甘肃成县 碧口成县
220
广西
罗平-百色 马窝-百色
500
徐州
阳城淮 安 500
冯屯 伊敏冯屯
500
山西浑 源
承德
重庆奉节
老街
内蒙北 京
• 我国的串补自1954年起步，先后在东北（鸡密线、齐富线）、华 北（张宣线）及浙江等地区的22kV及35kV装设串联电容器补偿装置。
• 1972年，我国330kV汤峪（固定式）串联补偿装置投入运行。 • 串补装置发展情况详见 ---我国串补装置一览表。
我国串联补偿装置一览表
站名
三堡ⅠⅡ 蔚县
万全
时过电压。 • 串补装置要经受，接入串补电容时的过电压、系统发生摇摆时的
过电压、以及铁磁谐振过电压等。 • 当线路按(N-1)方式运行时，串联电容器存在过负荷稳态过电压。 3.5.2 并联装置运行工况
操作投切过电压：用不重击穿断路器来切合电容器组通常会产生 第一个峰值不超过2√2UN, 持续时间不大于1/2周波（0.01s）。
上都承德 万县-龙泉 老街-安沛
500
500 500双回
220
类型
固定串补 固定
固定 可控串补 固定 可控串补 固定串补 固定 可控串补 固定 固定串补 固定串补 固定串补
安装组数 补偿度 %
2
2
40
4
2
2
1
固35 控5
50
50
补偿容量 /套 Mvar 过电压保护系数
500
372
259 444
400
5
厂 端子与外壳间电压试验 50kV，10s
50kV，10s
试
6
验 内部放电器件试验
10min、75V以下
10min、75V以下
7
密封性试验
80℃、8h无渗漏
80℃、8h无渗漏
8
内部熔丝放电试验
1.7Un(DC)，短路放电1次
1.7Un(DC) ， 短 路 放 电 1 次
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
330kV汤峪串联电容器装置（固定，72年代）单台45kvar
500kV江苏三堡西门子（TCSC）
220kV碧成串补（TCSC）2004.12
500kV 建设中的三堡二期（FSC）
1000kV长治-南阳-荆门（FSC）1:1模型
2. 串联补偿装置在电力系统中的作用
2.1 串补装置主要作用是减小输电线路的电压降。
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
从网络等值电路图（图1）可以看出，并补装置接在线路每个 电压等级的末端，与负荷阻抗相并联。流过线路电流的一部分。
而串补装置是接在输电线路上（图2），输电线路电流全部经 过串联电容器组。
3. 串联与并联补偿有哪些不同？
3.3 可靠性要求不同
• 不管那一电压等级的并补装置因故障退出，不会影响到系统的稳 定运行。
762
95.4
2.3
2.3
2.3/2.4
2.3
2
1
2
8
2
2
2
50
41.4
固30+ 34.9~46.
控15
6
45
35
70
466.56*
1212
529
544.3 326.6
4 539.42*
478.3
610
97
4
2.3 2.25/2.35 2.3
2.3
2.3
供货商
西门子 ABB NOKIAN 西门子 西门子 电科院