并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置基礎(chǔ)知識

1、并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置基本知識無功補(bǔ)償容量計(jì)算的基本公式:Q=P(tg1-tg2)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、隔離開關(guān)(接地開關(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)電容器專用熔斷器、組架等。2.集合式并聯(lián)電容器組(無容量抽頭)：并聯(lián)電容器、隔離開關(guān)(接地開關(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)電容器支路內(nèi)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)，涌流將不會超過10倍電容器組額定電流?？梢圆谎b

2、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，且變電所內(nèi)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將原有高次諧波含量放大，使其超過允許值， 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 諧波的過分放大。串聯(lián)電抗器電抗率的選擇對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(0.11)%即可。對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

3、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。電抗器的感抗值按下列計(jì)算：XL=K式中XL串聯(lián)電抗器的感抗，Q;XC補(bǔ)償電容器的工頻容抗，Q； K可靠系數(shù)，一般取1.21.5。對于5次諧波而言，則XL=(1.21.5) X=(0.0480.06)XC一般定為(0.0450.06)XC=(4.5%6%)X-1-cos21)=P(1tg1、tg2對于3次諧波而言，則XL=(12%13%)X電抗器的端電壓和容量的選擇電抗器的端電壓二電容器的相電壓x電抗率 每相電抗器的容量二每相電容器容量X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： 油浸鐵心式：CKS或CKD

4、可用于戶內(nèi)、戶外。干式空心電抗器CKGKL可用于戶內(nèi)、戶外。干式鐵心電抗器CK(S)C,干式產(chǎn)品中體積最小，且三相同體，但目前無35kV級產(chǎn)品，只能用于戶內(nèi) 干式半心電抗器：直徑比空心產(chǎn)品小，可用于戶內(nèi)、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，其值為式中UC電容器的額定電壓(相電壓)，kV;U系統(tǒng)額定相電壓，kV;A串聯(lián)電抗率對于并聯(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/V3kV1213%聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓12/V3kV35kV:6%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓38.5/V3k

5、V(1213)%串聯(lián)電抗率，電容器額定相電壓42/V3kV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型接線皿型接線特點(diǎn)：1.I型接線方式：優(yōu)點(diǎn)：比較簡單，但對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三相電容器積蓄的能量。缺點(diǎn)：相間過電壓保護(hù)水平較高，因?yàn)槭怯蓛芍槐芾灼鲗Φ貧垑褐蜎Q定的。2.皿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較大。選用原則:10kV:UC=U =UXCXCA

6、XCI型接線皿型接線避雷器型號Y 5WR-17/45或HY5WR-17/45Y 5WR-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型接線皿型接線5000kvar以下（不含5000）400A400A50006000kvar（不含6000）400A600A60008000kvar600A800A800012000kvar800A1000A35kV:I型接線皿型接線避雷器型號Y 5WR-51/134Y 0.1WR-51X 127/51X140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型接線皿型接線10000kvar以下

7、400A400A10000kvar20000kvar600A600A20000kva30000kvar800A800A30000kva40000kvar1200A1200A40000kvar60000kvar15002000A15002000A隔離開關(guān)、接地開關(guān)及隔離帶接地開關(guān)的選擇用途:隔離開關(guān)做隔離之用10kV:戶內(nèi):GN19-10/400, 630,1250戶外：GW4-10/40Q 630,1250或GW4-10W/63（爬電比距2.5cm/kV）GW1-10/400（盡量少采用）35kV:戶內(nèi)：GN2-35/400，630，1250戶外：GW4-35/63Q 1250或GW4-35W

8、/63C0爬電比距2.5cm/kV）隔離開關(guān)做接地之用10kV:戶內(nèi):GN19-10/400, 630,1250戶外：GW4-10/40Q 630,1250或GW4-10W/63（爬電比距2.5cm/kV）GW1-10/40Q63035kV:戶內(nèi)：GN2-35/400,630,1250戶外：GW4-35/63Q 1250或GW4-35W/63C0爬電比距2.5cm/kV）隔離開關(guān)帶接地10kV:戶內(nèi)：GN24-10D/400, 630,1250戶外：GW4-10D/400 630,1250或GW4-10DW/63Q爬電比距2.5cm/kV）35kV:戶外：GW4-35D/630 1250或GW

9、4-35DW/630爬電比距2.5cm/kV） 隔離開關(guān)額定電流的選擇隔離開關(guān)的額定電流二電容器額定相電流X1.5，再適當(dāng)加一些余度 如果用戶對動(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二電容器的額定相電壓放電線圈的種類：油浸式：價(jià)格較低，但由于用于絕緣的油同空氣通過呼吸器相連，使絕緣油會 由于呼吸的原因而受潮，同時(shí)產(chǎn)品內(nèi)的絕緣油會對環(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)品內(nèi)的絕緣油仍會對環(huán)境造成污染及存在火災(zāi)隱患。周期性負(fù)荷變動(dòng)，如農(nóng)村電網(wǎng)當(dāng)高峰及高峰

10、過后需投入的電容器容量便不相同r r t ，、i t t、rr /、 .*!、/,、 一 卜十 LT 、r r ）【, 、， 丫、卜_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:C當(dāng)電容器運(yùn)行在1/2抽頭時(shí)，此時(shí)如電抗器沒有抽頭，則原電抗率變?yōu)锳二XLLLAXd1221CC2對于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電抗率A=XLXC

11、干式：徹底改變了絕緣種類，不會對環(huán)境造成污染，也不存在大的火災(zāi)隱患, 但價(jià)格較高。且目前國內(nèi)35kV級還沒有此類產(chǎn)品。近幾年來，由于以下的原因，對集合式并聯(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，而無功補(bǔ)償容量按滿負(fù)荷配置，全部投入時(shí)會 發(fā)生過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。在抽頭時(shí)電抗率不變。并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置的種類:1.組架式高壓并聯(lián)電容器及無功補(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1/31/4，并且電容器單臺容量越大，

12、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數(shù)少，電容器運(yùn)到現(xiàn)場后，立即就可就位，比組架式 成套安裝工作量少，成套安裝也較為簡單，電容器臺數(shù)少，電容器單元置于油 箱內(nèi)，巡視工作量小，減輕了運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)。可靠性高：由于對密集型采取了一些行之有效的措施： 采用元件串內(nèi)熔絲后再并聯(lián)的 方式，少數(shù)元件擊穿后由于內(nèi)熔絲熔斷，電容量變化不大，電容器仍可繼續(xù)運(yùn)行。 適當(dāng)降低元件工作場強(qiáng)，在絕緣上留有余度。采用全膜介質(zhì)，增強(qiáng)箱內(nèi)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)周圍

13、的金屬化極板補(bǔ)迅速蒸發(fā)，在擊穿點(diǎn)周圍的金屬化極 板被同時(shí)蒸發(fā)，在擊穿點(diǎn)周圍形成一個(gè)絕緣區(qū)。當(dāng)絕緣區(qū)的半徑達(dá)到一定尺寸 時(shí)，電弧熄滅擊穿停止，介質(zhì)絕緣恢復(fù)，自愈過程即完成。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， 電容器長期運(yùn)行介質(zhì)老 化后，若某一點(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)果電流在較長一段時(shí)間不會劇烈增加，若使用串聯(lián)熔 絲進(jìn)行保護(hù)，熔絲不一定會熔斷，而連續(xù)自愈和擊穿產(chǎn)生