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并联补偿电容器的应用1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。2二、并联电容器的分类按照电压等级低压并联电容器高压并联电容器第一节并联电容器基础知识3（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）第一节并联电容器基础知识4三、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-并联电容器第一节并联电容器基础知识5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。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。四、高压并联电容器额定值及铭牌参数第一节并联电容器基础知识6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）三、电力电容器的绝缘介质（2种）电力电容器的绝缘介质7第二节并联电容器基本原理及构造四、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。8第二节并联电容器基本原理及构造第三节高压并联电容器组常规设计9一、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。第三节高压并联电容器组常规设计投切装置断路器隔离开关等控制、测量、保护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、构架等电压、电流变比设备，测量仪表、继电器保护、自动控制装置（一）并联电容器的组成元件主功能装置10二、并联电容器装置组件•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。（二）并联电容器装置中各元件的作用12第三节高压并联电容器组常规设计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。三、并联电容器接线方式13第三节高压并联电容器组常规设计常规保护——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。四、并联电容器装置的保护配置14第三节高压并联电容器组常规设计（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。五、并联电容器及配套装置安装名称电容器(户外、户内)电容器底部距地面框架顶部至屋顶净距间距排间距离户外户内最小尺寸1002003002001000装置应设维护通道，其宽度（净距）不应小于1200mm，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1000mm。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。15第三节高压并联电容器组常规设计（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。五、并联电容器及配套装置安装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。16第三节高压并联电容器组常规设计电抗器的作用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。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。19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。一、电压对电容器的影响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持续时间说明1.05连续1.10每24h中8h1.15每24h中30min系统电压调整与波动1.205min轻荷载时电压升高1.301min3．标准对电容器运行电压的要求20第四节高压并联电容器运行问题二、电流对电容器的影响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%21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。22第四节高压并联电容器运行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。四、合闸涌流问题23第四节高压并联电容器运行问题五、分闸过电压问题分闸过电压截流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24第四节高压并联电容器运行问题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。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。六、谐波问题25第四节高压并联电容器运行问题一、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26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。27第七节高压并联电容器的运行管理二、并联电容器装置的运行操作（一）运行操作电容器停用时，应先拉开断路器，再拉开电容器侧隔离开