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技術(shù)知識
并聯(lián)電容器組的接線方式

發(fā)布時間:2017-05-15

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發(fā)布人:未知

電容器接線通常分為三角形和星形兩種方式。此外,還有雙三角形和雙星形之分。  
三角形接線的電容器直接承受線間電壓,任何一臺電容器因故障被擊穿時,就形成兩相短路,故障電流很大,如果故障不能迅速切除,故障電流和電弧將使絕緣介質(zhì)分解產(chǎn)生氣體,使油箱爆炸,并波及鄰近的電容器。因此這種接線已經(jīng)很少在10KV系統(tǒng)中使用,只是在380V配電系統(tǒng)中有少量使用。  
高壓電力網(wǎng)中,星形接線的電容器組目前在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。星形接線電容器的極間電壓是電網(wǎng)的相電壓,絕緣承受的電壓較低,電容器的制造設(shè)計可以選擇較低的工作場強。當(dāng)電容器組中有一臺電容器因故障擊穿短路時,由于其余兩健全相的阻抗限制,故障電流將減小到一定范圍,并使故障影響減輕。  
星形接線的電容器組結(jié)構(gòu)比較簡單、清晰,建設(shè)費用經(jīng)濟,當(dāng)應(yīng)用到更高電壓等級時,這種接線更為有利。  
星形接線的最大優(yōu)點是可以選擇多種保護方式。少數(shù)電容器故障擊穿短路后,單臺的保護熔絲可以將故障電容器迅速切除,不致造成電容器爆炸。  
由于上述優(yōu)點,各電壓等級的高壓電容器組現(xiàn)已普遍采用星形接線。  
高壓電力系統(tǒng)的電容器組除廣泛采用星形接線外,雙星形接線也在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。所謂雙星形接線,是將電容器平均分為兩個電容相等或相近的星形接線電容器組,并聯(lián)到電網(wǎng)母線,兩組電容器的中性點之間經(jīng)過一臺低變比的電流互感器連接起來。  
這種接線可以利用其中性點連接的電流保護裝置,當(dāng)電容器故障擊穿切除后,會產(chǎn)生不平衡電流,使保護裝置動作將電源斷開,這種保護方式簡單有效,不受系統(tǒng)電壓不平衡或接地故障的影響。  
大容量的電容器組,如單臺容量較小,每相并聯(lián)臺數(shù)較多者可以選擇雙星形接線。如電壓等級較高,每相串聯(lián)段數(shù)較多,為簡化結(jié)構(gòu)布局,宜采用單星形接線。  
電容器一次側(cè)接有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)放電線圈。放電線圈的作用是將斷開電源后的電容器上的電荷迅速、可靠地釋放掉。由于電容器組需要經(jīng)常進行投入、切除操作,其間隔可能很短,電容器組斷開電源后,其電極間儲存有大量電荷,不能自行很快消失,在短時間內(nèi),其極間有很高的直流電壓,待再次合閘送電時,造成電壓疊加,將會產(chǎn)生很高的過電壓,危及電容器和系統(tǒng)的安全運行。因此,必須安裝放電線圈,將它和電容器并聯(lián),形成感容并聯(lián)諧振電路,使電能在諧振中消耗掉。放電線圈應(yīng)能在電容器斷開電源5s內(nèi)將電容器端電壓下降到50V。  
對串聯(lián)電抗器的作用,我們一下重點介紹:  
三角形接線的電容器直接承受線間電壓,任何一臺電容器因故障被擊穿時,就形成兩相短路,故障電流很大,如果故障不能迅速切除,故障電流和電弧將使絕緣介質(zhì)分解產(chǎn)生氣體,使油箱爆炸,并波及鄰近的電容器。因此這種接線已經(jīng)很少在10kV系統(tǒng)中使用,只是在380V配電系統(tǒng)中有少量使用。  
在高壓電力網(wǎng)中,星形接線的電容器組目前在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。星形接線電容器的極間電壓是電網(wǎng)的相電壓,絕緣承受的電壓較低,電容器的制造設(shè)計可以選擇較低的工作場強。當(dāng)電容器組中有一臺電容器因故障擊穿短路時,由于其余兩健全相的阻抗限制,故障電流將減小到一定范圍,并使故障影響減輕。  
星形接線的電容器組結(jié)構(gòu)比較簡單、清晰,建設(shè)費用經(jīng)濟,當(dāng)應(yīng)用到更高電壓等級時,這種接線更為有利。  
星形接線的最大優(yōu)點是可以選擇多種保護方式。少數(shù)電容器故障擊穿短路后,單臺的保護熔絲可以將故障電容器迅速切除,不致造成電容器爆炸。  
由于上述優(yōu)點,各電壓等級的高壓電容器組現(xiàn)已普遍采用星形接線。  
高壓電力系統(tǒng)的電容器組除廣泛采用星形接線外,雙星形接線也在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。所謂雙星形接線,是將電容器平均分為兩個電容相等或相近的星形接線電容器組,并聯(lián)到電網(wǎng)母線,兩組電容器的中性點之間經(jīng)過一臺低變比的電流互感器連接起來。  
這種接線可以利用其中性點連接的電流保護裝置,當(dāng)電容器故障擊穿切除后,會產(chǎn)生不平衡電流,使保護裝置動作將電源斷開,這種保護方式簡單有效,不受系統(tǒng)電壓不平衡或接地故障的影響。  
大容量的電容器組,如單臺容量較小,每相并聯(lián)臺數(shù)較多者可以選擇雙星形接線。如電壓等級較高,每相串聯(lián)段數(shù)較多,為簡化結(jié)構(gòu)布局,宜采用單星形接線。  
電容器一次側(cè)接有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)放電線圈。放電線圈的作用是將斷開電源后的電容器上的電荷迅速、可靠地釋放掉。由于電容器組需要經(jīng)常進行投入、切除操作,其間隔可能很短,電容器組斷開電源后,其電極間儲存有大量電荷,不能自行很快消失,在短時間內(nèi),其極間有很高的直流電壓,待再次合閘送電時,造成電壓疊加,將會產(chǎn)生很高的過電壓,危及電容器和系統(tǒng)的安全運行。因此,必須安裝放電線圈,將它和電容器并聯(lián),形成感容并聯(lián)諧振電路,使電能在諧振中消耗掉。放電線圈應(yīng)能在電容器斷開電源5s內(nèi)將電容器端電壓下降到50V。  
對串聯(lián)電抗器的作用,我們做一下重點介紹:  
當(dāng)電容器回路呈電容性時,由于電容器的“補償”作用,電容器回路在諧波電壓作用下,將產(chǎn)生的諧波電流流入系統(tǒng),這時將使系統(tǒng)諧波電流擴大,并使母線電壓波形發(fā)生畸變。  
也就是說,僅當(dāng)電容器回路對諧波呈電感性時,才不會發(fā)生對系統(tǒng)的諧波放大。  
當(dāng)變電站母線上既有串大電抗的電容器組又有串小電抗的電容器組時,電容器組回路各元件對諧波的阻抗如表1:  
 
 
 
由表1可見,串12%電抗的電容器回路對3次和5次諧波均呈電感性。  
而串6%電抗器的電容器回路對5次諧波呈電感性,而對3次諧波卻呈電容性。  
也就是說,串6%電抗的電容器組會在抑制5次諧波的同時,放大3次諧波,如果此時系統(tǒng)恰有較大的3次諧波分量,諧波電流就會造成電容器組過電流,使電容器過熱、振動和發(fā)出異音,嚴(yán)重時將造成熔斷器熔斷甚至燒損電容器。如果該容性回路與系統(tǒng)感抗出現(xiàn)不利組合,還會引發(fā)諧振。造成嚴(yán)重后果。  
回避上述隱患的辦法是:在電容器組投停順序上作出規(guī)定,當(dāng)母線具有2組以上電容器組時,電容器組的投停順序應(yīng)按所串電抗器百分電抗大小匹配進行。即:電抗值大的先投,回避對可能存在的3次諧波的放大效應(yīng),使3次、5次諧波均受到抑制后,再投入串小電抗電容器組,停用時相反。在并聯(lián)電容器組操作規(guī)定和并聯(lián)電容器組保護及VQC裝置的整定時,均應(yīng)遵守這一原則。

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