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        電容器組負載箱
        來自:徐州特電   發布時間:2023-12-15
        電容器組負載箱 電容器組負載箱為多個電容器組成的一個工作組,有串聯和并聯兩種形式。串聯情況下,耐壓為兩者之和,容量為兩者的倒數和分之一;并聯情況下,耐壓為兩者中耐壓最低的那個值,容量為二者之和。簡單點說就是串聯耐壓升高,容量降低。并聯耐壓不變,容量升高。 電容器組負載箱具有容量大、單元數量多、電壓等級高等特點。采用并聯電抗器組可以進行線路的無功功率補償,而采用串聯電容器補償技術是提高輸變電網穩定極限以及經濟性的有效手段之一。 電容器組簡介 串聯電容器補償技術是提高輸變電網穩定極限以及經濟性的有效手段之一,在高壓長線上加裝串聯電容器以補償線路感抗,縮短交流傳輸的電氣距離,提高線路輸送容量,降低線路輸送損耗,更加合理地分配輸送功率。從而提高電力系統的穩定運行水平和經濟性、可靠性[1]。 無功功率補償最簡單經濟的辦法就是安裝并聯電容器組,目前,我國電力發電裝機總容量已達 13 億 kW 以上,容性無功裝機容量已達 6 億 kvar 以上,其中絕大部分是并聯電容器裝置,采用并聯電容器組能夠有效地減少線路損耗,提高供電質量,最終達到提高電力系統運行效率的作用[2]。 配套設置 電容器組配套設置的串聯電抗器是為了限制合閘涌流和限制諧波兩個目的,是降低電容器組在合閘過程中產生的涌流倍數和涌流頻率對電容器組的影響;能限制操作過電壓,濾除指定的高次諧波,同時抑制其它次諧波放大,減少電網中電壓波形畸變。 電抗器特性 1、鐵芯電抗器 噪聲大、電抗器線性度差、能引起漏磁、局部過熱,易發生磁飽和,燒毀線圈。系統過壓、過流和諧波的影響,致使鐵芯過飽和電抗值急劇下降,抑制諧波的能力下降,抗短路電流能力低。干式鐵芯式電抗器除上述缺點外,還不能在室外運行。 2、干式空芯電抗器 干式空心電抗器結構上不用任何鐵磁性材料,因此,線性度大大優于鐵芯電抗器,應該首選。但由于沒有鐵芯,繞組中通過單位電流所產生的磁通較小,所以體積較大。再有空心電抗器附近存在磁導體的話,將使電抗值升高,在正常情況下電抗器的磁通在空氣中形成回路,但安裝場所屋頂、地面、墻壁、圍欄等如有鐵鋼等磁性材料存在,則會在其中引起發熱,因此空心電抗器在安裝時對周圍物體有一定距離要求,同時為避免相鄰兩組電抗器相互影響,同樣也需要保持一定距離。 3、半芯電抗器 半芯電抭器是介于鐵芯電抭器和空芯電抗器之間的一種新型電抭器, 在空芯電抗器繞組內加上不閉合磁路的鐵芯,使半芯電抗器具有鐵芯電抗器和空芯電抗器的優點。組成全新的半芯電抗器,半芯電抗器線圏直徑比空芯電抗器直徑小 20% 電抗器損耗低 25%,線性度接近于直線,阻抗不隨電流增加而減小,噪聲低于 50db。便于在柜內安裝,是無功補償比較好的串聯電抗器[3]。 串聯電抗器的選型原則 用電企業都有自身的特點,對設備有不同的要求,干式電抗器有噪音小、電抗器的線性度好、機械強度高、安裝簡單等特點;油浸電抗器損耗小、占地面積小、線性度不好、噪音大。因此,采用什么樣的電抗器應綜合考慮。串聯電抗器主要作用是抑制諧波、限制涌流和濾除諧波。電抗率是電抗器的主要參數,電抗器的大小直接影響它的作用[3]。 高次諧波對電容器組的危害 由于容抗與電源頻率成反比,當高次諧波電壓作用于電容器組上時,因高頻率諧波使電容器容抗減小,所以通過電容器內的電流增大;換言之,此時,在基波電流的基礎上又增添了電流諧波分量,這樣波形勢必發生畸變, 結果使系統阻抗產生諧波過電壓疊加于原電壓上, 造成電壓波形畸變放大。 同時 ,通過電容器組的電流還與其電容量有關,容量愈大,容抗愈小,進而使電流更大,故在投入大容量電容器組時,上述畸變過電壓更為嚴重。諧波過電壓不僅會使系統電流、電壓的波形發生畸變,而且還會造 電容器過負荷: 1)電能質量變壞。 2)電氣設備損耗增加。 3) 電氣設備出力降低。 4)絕緣介質加速老化。 5) 影響控制、保護、檢測裝置的工作精度及工作可靠性。 特別是因高次諧波激發引起諧振的情況下,極易導致電容器過負荷、 發熱、振動及異常噪聲直至最終被燒毀, 同時還可能引起過流保護誤動作 、熔斷器熔絲熔斷、電容器組無法合閘等事故或障礙。尤其當電容器組距離諧波較近處,所造成的后果更為嚴重。為此,實施技術手段對諧波進行抑制非常重要,常用的方法比如采用串聯電抗器、加裝濾波裝置。我們通常采用諧波濾波裝置對 3 次諧波進行抑制,采用串聯電抗器對 5 次及以上諧波進行抑制[3]。 折疊串聯電抗器的作用 1.抑制高次諧波危害 電網在運行時不可能沒有諧波,很多電氣設備和用電設備在運行時都會產生諧波,只不過一般情況下對電網波形影響不大,不會危及正常的供電和用電,但某些情況則不同,如變壓器鐵心飽和 、電弧爐煉鋼,大型整流設備,都會對電網帶來嚴重的諧波干擾,影響供電質量,因此必須加以治理 。 為了回避諧波的影響,必須采取消除諧波影響的措施,其中一條重要的措施就是在電容器回路中串聯一定數值的電抗器,即造成一個對 n 次諧波的濾波回路。 實際運行中,各變電站普遍采有在回路中串聯 12%電抗構成 3次諧波濾波器,12%電抗率的含義是指串聯電抗器的感抗值為該回路電容器容抗值的 12%,而用串聯 6%電抗構成 5 次諧波濾波器。不正好采用 11%和 4%,而是稍大一點,目的是使電容器回路阻抗呈感性, 避免完全諧振時電容器過電流。 電容器柜當變電站母線上具有兩組以上電容器組 ,且既有串聯大電抗的電容器組又有串聯小電抗的電容器組時,電容器組的投切順序是一個應該考慮的問題。投切順序不合理可能造成不良后果。由對諧波電流的分析可知:當電容器回路呈電感性時 ,電容器回路和系統阻抗并聯分流,可使流入系統的諧波電流減小。當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,將產生的諧波電流流入系統,這時將使系統諧波電流擴大,并使母線電壓波形發生畸變。 2.降低電容器組的涌流倍數和涌流頻率 降低電容器組的涌流倍數和涌流頻率,以保護電容器和便于選擇配套設備。 斷路器加裝串聯電抗器后可以把合閘涌流抑制在 1+電抗率倒數的平方根倍以下。通常要求應將涌流限制在電容器額定電流的 20 倍以下,為了不發生諧波放大, 要求串聯電抗器的伏安特性盡量為線性。網絡諧波較小時 ,采用限制涌流的電抗器;電抗率在 0.1%-1%左右即可將涌流限制在額定電流的 10 倍以下,以減少電抗器的有功損耗,而且電抗器的體積小、占地面積小、便于安裝在電容器柜內。采用這種電抗器是即經濟,又節能。 3.提高短路阻抗,減小短路容量,降低短路電流 無功補償支路前置了串聯電抗器,當出現電容器故障時,例如電容器極板擊穿或對地擊穿,系統通過系統阻抗和串聯電抗器阻抗提供短路電流,由于串聯電抗器阻抗遠大于系統阻抗,所以有效降低了電容器短路故障時的短路容量,保證了配電斷路器斷開短路電流可能,提高了系統的安全、穩定性能。 4.減少電容器組的投切涌流,降低涌流暫態過程的幅值,有利于接觸器滅弧 接觸器投切電容器的過程中都會產生涌流,串聯電抗器可以有效抑制操作
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