時間:2023-05-29 17:22:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力電容器,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TM53文獻標識碼:A文章編號:
前言:變電站高壓電力電容器是無功補償的主要設備,相對于其它高壓設備,其絕緣較為薄弱,在運行中容易發牛內部故障,不僅影響電容器的可用率,而且增加維護工作量。變電站高壓電力電容器的運行可靠性與電容器的質量有關,同時也與電容器的選型、運行狀態和裝置的設計方式密切相關。
1、電力電容器選用
當前投入運行的自動補償設備可按裝置阻抗特性分為兩大類:固定阻抗型和可變阻抗型。可變阻抗型:如SVC、STATCOM等技術先進、響應速度快、補償精度高,但因投資較大,用戶特別是電力系統外的一般企業用戶較少采用。固定阻抗型:如分組電容器自動補償裝置隨著自動控制技術的發展,裝置性能顯著提高,亦能夠較好地滿足系統電壓無功自動綜合控制的要求,并且簡單經濟,得到了用戶的廣泛認可,是目前變電站10kV無功自動補償的主要方式,220kV、110kV變電站推薦優先選用10kV電容器分組電容器自動補償裝置。
220kV、110kV變電站無功補償設備優先選用框架式電容器組,不用集合式電容器。集合式電容器雖然有著占地空間小、帶電部位外露極少、外殼不帶電等優點,但集合式電容器有可能會因內部電容單元擊穿而造成三相電容量不平衡,進而導致跳閘,且一旦出現故障,整臺停運,補償容量損失大,在現場不能更換大箱體內的故障電容器,需返廠修理,引起的電容器組停運時間較長,對系統電壓影響較大。集合式電容器采用的絕緣油品種繁多,給運行維護帶來很大的不便,補充檢修或滲漏導致的缺油變得非常困難。運行經驗表明,運行中的集合式電容器大油箱絕緣擊穿電壓的降低與目前油保護的方式有很大關系。集合式電容器普遍使用的是呼吸器,并且是高懸在油枕旁邊,運行維護不方便。因此,從滿足電網安全運行的角度看,變電站無功補償設備應優先選用框架式電容器組。
2、電容器等容分組和不等容分組
自動跟蹤補償把一定容量的電容器分成多組,自動跟蹤負荷的變化投切電容器組數來調整投入電容的容量,盡可能的使無功隨時平衡。很顯然分組的多少,投入電容器的容量變化梯度大小影響跟蹤效果。分組越多,容量變化梯度越小跟蹤效果越好,補償精度越高。電容器的分組有等容分組和比容分組兩種。
等容分組就是把一定容量的電容器Q平均分成多組,每組的容量就是電容器的調整容量變化梯度,大小為Q/n,組數就是調整的級數。以等容分組5組為例,變化梯度為Q/5,調整級數共5級,連續投入和連續切除如圖(1)所示:
圖(1)
不等容分組是把一定容量的電容器按一定的比例分組,然后各比值容量組合,組合出多級等梯度可調變化容量。不等容分組分為等比分組和差比分組兩種。以差比分組3組為例,分組時比例通常為1:2:4,變化梯度為Q/7,調整級數共7級,連續投入和連續切除如圖(2)所示:投切有間斷。
圖(2)
等容分組和不等容分組的比較:
2.1等容分組的分組數就是電容器投切的級數;比容分組的分組數通過組合可以組合出較多的級數。
2.2等容分組投切電容器是連續遞增或連續遞減,對電網沖擊小;比容分組投切電容器是不連續的有間斷,對電網沖擊大,容易造成電壓波動。
2.3 等容分組投切電容器可以循環投切(先投先切)開關和電容器均衡使用;比容分組投切電容器只能按組合規律投切,開關和電容器不能均衡使用。
2.4 兩種分組方式相比較,同樣條件下等容分組投切電容器次數少,比容分組投切電容器次數多開關動較頻繁。
綜上所述,比容分組雖然能用較少的分組獲得較多的投切級數,但開關和電容器的故障率遠高于等容分組的裝置,而且投切電容器時電壓波動大。因此,220kV、110kV變電站優先選用電容器等容分組。
3、內熔絲與外熔絲
內熔絲是內熔絲電容器的限流裝置。每一個電容器元件都串聯一個內熔絲,當任一元件發生故障引起短路時,與其串聯的熔絲動作,使此元件瞬間及時與線路脫離,電容器減少一只元件,其相應的電容變化很小,只有1∼2%,可以忽略不計,并且其它電容器上的過電壓增量非常小,故不會對系統造成影響。同時也避免了經常更換電容器之苦,降低運行和維護成本。由于電容器內部有內熔絲隔離層,故不會發生內熔絲群爆現象。采用內熔絲技術可使電容器單臺容量做得很大,從而使電容器組更加緊湊,占地面積減小。
內熔絲電容器 外熔絲電容器
外熔絲是單臺電容器內部元件短路故障(包括引線對外殼的短路故障)的保護器件。一只元件損壞短路整個并聯段。由公式I=UωC可知,當電容量(C)增大時,電流(I)隨之增大,直到外熔絲斷開,一旦外熔絲斷開,電容量損失大。電容器組裝設外熔絲,從運行情況的統計,外熔絲非常容易被腐蝕,并且很容易誤動,質量和性能存在不穩定的問題;新安裝的熔斷器安裝角度和熔絲拉緊度不易控制,受施工質量影響較大。而且當電容器組每相(臂)的串聯段數等于或大于3時,外熔絲不能可靠保護內部元件故障(包括極對殼故障)。
綜上所述,220kV、110kV變電站電容器優先選用內熔絲作為電容器的保護器件。
4、電容器額定電壓的選擇和運行電壓控制
在并聯電容器裝置設計中,正確地選擇電容器的額定電壓十分重要。并聯電容器額定電壓的安全裕度若取值過大,就會出現過大的容量虧損;額定電壓取值過小,則容易發生故障。為達到經濟和安全運行的目的,選擇并聯電容器額定電壓應考慮下列因素:
a)并聯電容接入電網處的實際運行電壓,盡可能使電容器的額定容量得到充分利用,不應過載運行;
b)并聯電容器在運行中承受的長期工頻過電壓應不大于電容器額定電壓的1.1倍,持續運行電壓不大于電容器額定電壓的1.05倍;
c)接入串聯電抗器后會引起并聯電容器運行電壓升高,但不造成對電容器絕緣的危害。接入串聯電抗器后,并聯電容器運行電壓按下式計算:
(1)
式中:為單臺電容器的運行電壓;為并聯電容器裝置的母線運行電壓; S為電容器組每相的串聯段數;K為電抗率。
根據220kV、110kV變電站的運行數據,10kV母線的運行電壓的平均值約為10.5kV,故并聯電容器裝置的母線運行電壓為10.5kV,本工程中電抗率選5%,電容器組每相的串聯段數為1,根據公式(1),單臺電容器的運行電壓為6.38kV,具體計算如下:
5、結語
提高電力電容器運行可靠性需要選用品質良好的電容器產品,同時還應注意電容器的選型、設計、運行電壓控制等影響電力電容器安全運行的因素,采取有效的預防措施和方法,以保障電力系統設備安全、經濟運行。
參 考 文 獻:
[1]於益軍,陸杏全.電容器調節配電系統電壓[J].電力系統自動化,
2000.24(4):64―66.
[2]房金蘭.全膜介質高壓并聯電容器在我國的發展[J].電力電容器,2000,(1).
[3]林俊陸.電力電容器的維護與運行管理 廣東科技2008(22).
關鍵詞:電容器 諧波 影響
隨著工業生產自動化和和人民生活水平的不斷提高,用電量也相應成倍的提高。惠州地區電網的用電負荷的結構也變得復雜多樣,大量小水電上網、鋼鐵廠用戶、水泥廠用戶及廈深鐵路牽引站用戶等產生諧波,造成電網波形畸變,影響電能質量。
一、諧波對電容器的危害
并聯電容補償裝置連接于系統,其基波電流、電壓、無功決定于系統的電壓(基波)。設當系統電壓為額定值時,其基波電流、電壓、無功等均為額定值:Ic1=IcN,UL1=ULN(串聯電抗器),Qc1=QcN。當諧波注入時,便造成電容器的諧波過電流、過電壓和過負荷,引發電容器局部放電強度增大、絕緣電老化、溫度升高而過熱、縮短電容器壽命和引發電容器極板的機械諧振,導致電容器損壞。因此,諧波對電容器的損害主要表現在絕緣效應、熱效應和機械效應3個方面。
1、絕緣效應
電容器的絕緣介質材料一般是有機絕緣材料,其電老化的一般規律是Urτ=常數。其中U為電容器的工作電壓;τ為介質工作壽命;r為取決于介質材料的指數。研究表明指數r的數值一般為7~9,也就是說電壓每升高10%,電容器壽命大約縮短1/2。諧波造成電容器的過電壓和引起局部放電強度加大,都加速了電容器絕緣介質的老化,縮短了電容器壽命。同時電容器的過電壓會導致電暈,絕緣性能衰退,甚至擊穿。
2、熱效應
在電壓恒定情況下,對于有機介質電容器一般認為溫度每升高8℃,壽命就要縮短1/2。當電容器在含有諧波的電源中運行時,因諧波過電壓、過電流和過負荷而使其損耗功率大幅度增加,根據在正弦波電壓情況下,電容器的發熱功率計算公式P=ωCU2tanδ可以推算出電容器在諧波存在的電源中運行的發熱功率。可見電網諧波往往造成電容器異常發熱,嚴重影響電容器壽命。
3、機械效應
在安裝架上的電容器,其外殼與接線在交流電壓作用下往往產生共振,有時還發出響聲。而電容器內部的極板在諧波電壓作用下會引起極板彈性振動,諧波電壓一旦引起電容器極板的機械諧振,就要影響電容器介質的壽命。
綜上所述,電網中的電容補償裝置受諧波的危害和威脅十分嚴重。由于諧波的過電壓影響,使電容器的局部放電性能下降,同時由于諧波過電流和過負荷,致使電容器異常發熱,從而加速電容器絕緣介質老化,縮短了電容器的壽命。因此必須嚴格限制電網諧波的畸變率,以及電容器的過電流和過電壓。
二、諧波抑制方法與存在問題
1、諧波抑制方法
根據并聯電容器對諧波電流放大的原理,改變并聯電容器與系統阻抗的諧振點,避免諧振發生,就可以有效地解決并聯電容器對諧波的放大問題。實際操作中的通常做法是給并聯電容器串接電抗器。XL為串接電抗器的基波電抗,則:并聯電容器與系統發生諧振,諧波次數n0= ,與未串接電抗器之前相比,諧振點諧波次數明顯低于未串接電抗器時的諧波次數,且串接的電抗器電感量越大,諧波次數n0越低。因此,通過串接電抗器電感量大小控制并聯諧振點的位置,能夠有效避開諧波源中所包含的各次諧波,避免諧振的發生。
根據電網諧波測試結果,一般采取如下原則:
當電網中3次諧波含量已接近或超過標準限值時,宜選用電抗率為12%(或13%)的串聯電抗器;
當電網中5次諧波含量已接近或超過標準限值時,宜選用電抗率為4.5%(或6%)的串聯電抗器;
當電網系統背景諧波以3、5次為主,且諧波含量較大時。宜采用電抗率分別為12%(或13%)、4.5%(或6%)的串聯電抗器混裝方式或選用電抗率為3%的串聯電抗器。
2、實際操作中存在的問題
就電力系統來說,用電設備有諧波產生,上級電網也有諧波注入,變電站內部的整流等設備同樣會產生諧波。對于諧波的影響很難做出準確的預測,電力系統中并聯電容無功補償裝置的諧波抑制。特別是在串接電抗器的選配方面存在著許多的實際問題,當系統中含有多次諧波分量時,可以通過加大串接電抗器的電感量降低諧振點來解決。但若串接電抗率過大的電抗器,電容器兩端電壓將升高到一個很高的數值,不僅會造成投資大、不利于安全運行。同時也會影響補償效果,因此一般情況下,串接電抗器的電抗值不宜過高。任何一種固定比率的電抗器都不可能對每次諧波起到很好的抑制作用,比如,串接4.5%。6%的電抗率還會對3次諧波產生放大作用。串聯電抗器電抗率的選取,應根據主諧波次數、電容器組容量、母線短路容量以及裝置的允許運行條件等因素進行計算確定。
三、抑制諧波的設想與建議
根據國家電力電容器設計制造規范,電力電容器設計制造中已經考慮了一定諧波分量影響。因此建議電力系統的防諧、抑諧應按以下原則來實施。
1、加強諧波源用戶管理工作,對于大型設備和主要諧波源等應實施就地治理和補償,避免較高含量諧波流入系統,給電力系統及用戶設備造成影響。
2、在變電站擴建或改造無功補償電容器前,必須進行l0kV、35kV系統的背景諧波測試,分析其主要諧波含量。合理確定串接電抗器的電抗率。
3、在保證電力電容器不受損害的前提下,并聯電容器串接電抗器的電抗值宜適當選擇一個下限,盡量避免注入系統的諧波電流過大,從而給系統中其它設備和電網帶來不利影響.
4、對于系統中相對復雜而又難以控制流入的諧波問題。通過測試分析,可以采取濾波、抑波相結合的治理方案進行解決。
5、定期開展電網系統諧波測試工作,按照相關標準規范電能質量管理,指導諧波源用戶正確開展無功補償與諧波治理工作。
6、對于產生較大諧波含量的設備或新建的變電站等,應參照類似或已有的成熟運行經驗作好諧波的治理和抑制工作。
四、結束語
在電網諧波污染日趨嚴重的環境下,電容器組不僅承擔補償系統無功的作用,還應能抑制和改善系統諧波,保證系統的安全、經濟運行。但電容器在接入諧波源的系統中運行,在諧波頻率作用下,將造成電容器的諧波諧振和諧波放大,給電網和電容器造成危害。因此,研究電網諧波和并聯電容器組的相互影響,抑制電網諧波和電容器的諧波放大,提高電容器組承擔諧波過電流、過電壓和過負荷的能力,就能防患于未然,不斷提高和改善電能質量。■
參考文獻
[關鍵詞] 電力電容器;維護;處理故障;修理
1.電力電容器的保護
(1)電容器組應采用適當保護措施,如采用平衡或差動繼電保護或采用瞬時作用過電流繼電保護,對于3.15kV及以上的電容器,可在每個電容器上裝置單獨的熔斷器,熔斷器的額定電流應按熔絲的特性和接通時的涌流來選定,一般為1.5倍電容器的額定電流為宜,以防止電容器油箱爆炸。
(2)除上述指出的保護形式外,在必要時還可以作下面的幾種保護:
①如果電壓升高是經常及長時間的,需采取措施使電壓升高不超過1.1倍額定電壓。
②用合適的電流自動開關進行保護,使電流升高不超過1.3倍額定電流。
③如果電容器同架空線聯接時,可用合適的避雷器來進行大氣過電壓保護。
④在高壓網絡中,短路電流超過20A時,并且短路電流的保護裝置或熔絲不能可靠地保護對地短路時,則應采用單相短路保護裝置。
(3)正確選擇電容器組的保護方式,是確保電容器安全可靠運行的關鍵,但無論采用哪種保護方式,均應符合以下幾項要求:
①保護裝置應有足夠的靈敏度,不論電容器組中單臺電容器內部發生故障,還是部分元件損壞,保護裝置都能可靠地動作。
②能夠有選擇地切除故障電容器,或在電容器組電源全部斷開后,便于檢查出已損壞的電容器。
③在電容器停送電過程中及電力系統發生接地或其它故障時,保護裝置不能有誤動作。
④保護裝置應便于進行安裝、調整、試驗和運行維護。
⑤消耗電量要少,運行費用要低。
(4)電容器不允許裝設自動重合閘裝置,相反應裝設無壓釋放自動跳閘裝置。主要是因電容放電需要一定時間,當電容器組的開關跳閘后,如果馬上重合閘,電容器是來不及放電的,在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷,這將使合閘瞬間產生很大的沖擊電流,從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。
2.電力電容器的接通和斷開
(1)電力電容器組在接通前應用兆歐表檢查放電網絡。
(2)接通和斷開電容器組時,必須考慮以下幾點:
①當匯流排(母線)上的電壓超過1.1倍額定電壓最大允許值時,禁止將電容器組接入電網。
②在電容器組自電網斷開后1min內不得重新接入,但自動重復接入情況除外。
③在接通和斷開電容器組時,要選用不能產生危險過電壓的斷路器,并且斷路器的額定電流不應低于1.3倍電容器組的額定電流。
3.電力電容器的放電
(1)電容器每次從電網中斷開后,應該自動進行放電。其端電壓迅速降低,不論電容器額定電壓是多少,在電容器從電網上斷開30s后,其端電壓應不超過65V。
(2)為了保護電容器組,自動放電裝置應裝在電容器斷路器的負荷側,并經常與電容器直接并聯(中間不準裝設斷路器、隔離開關和熔斷器等)。具有非專用放電裝置的電容器組,例如:對于高壓電容器用的電壓互感器,對于低壓電容器用的白熾燈泡,以及與電動機直接聯接的電容器組,可以不另裝放電裝置。使用燈泡時,為了延長燈泡的使用壽命,應適當地增加燈泡串聯數。
(3)在接觸自電網斷開的電容器的導電部分前,即使電容器已經自動放電,還必須用絕緣的接地金屬桿,短接電容器的出線端,進行單獨放電。
4.運行中的電容器的維護和保養
(1)電容器應有值班人員,應做好設備運行情況記錄。
(2)對運行的電容器組的外觀巡視檢查,應按規程規定每天都要進行,如發現箱殼膨脹應停止使用,以免發生故障。
(3)檢查電容器組每相負荷可用安培表進行。
(4)電容器組投入時環境溫度不能低于-40℃,運行時環境溫度1小時,平均不超過+40℃,2小時平均不得超過+30℃,及一年平均不得超過+20℃。如超過時,應采用人工冷卻(安裝風扇)或將電容器組與電網斷開。
(5)安裝地點的溫度檢查和電容器外殼上最熱點溫度的檢查可以通過水銀溫度計等進行,并且做好溫度記錄(特別是夏季)。
(6)電容器的工作電壓和電流,在使用時不得超過1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。
(7)接上電容器后,將引起電網電壓升高,特別是負荷較輕時,在此種情況下,應將部分電容器或全部電容器從電網中斷開。
(8)電容器套管和支持絕緣子表面應清潔、無破損、無放電痕跡,電容器外殼應清潔、不變形、無滲油,電容器和鐵架子上面不應積滿灰塵和其他臟東西。
(9)必須仔細地注意接有電容器組的電氣線路上所有接觸處(通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開關等)的可靠性。因為在線路上一個接觸處出了故障,甚至螺母旋得不緊,都可能使電容器早期損壞和使整個設備發生事故。
(10)如果電容器在運行一段時間后,需要進行耐壓試驗,則應按規定值進行試驗。
(11)對電容器電容和熔絲的檢查,每個月不得少于一次。在一年內要測電容器的tg 2~3次,目的是檢查電容器的可靠情況,每次測量都應在額定電壓下或近于額定值的條件下進行。
(12)由于繼電器動作而使電容器組的斷路器跳開,此時在未找出跳開的原因之前,不得重新合上。
(13)在運行或運輸過程中如發現電容器外殼漏油,可以用錫鉛焊料釬焊的方法修理。
5.電力電容器組倒閘操作時必須注意的事項
(1)在正常情況下,全所停電操作時,應先斷開電容器組斷路器后,再拉開各路出線斷路器。恢復送電時應與此順序相反。
【摘要】文章總結分析了電容器0壓和差壓保護傳統的投產調試方法所存在的問題,提出了從電容器放電壓變1次側加壓試驗的方案,以提高電容器0序電壓和差電壓保護的可靠性及檢驗2次回路接線的正確性,確保電力系統的安全穩定運行。
【關鍵詞】電容;電壓;保護;試驗;探討
0.引言
隨著國民經濟的快速發展,電力用戶對電力供應的可靠性和電壓質量的要求越來越高,為提高系統供電電壓,降低設備、線路損耗,各種形式的無功補償裝置在電力系統中得到了廣泛的應用。因此,對變電所電力電容器保護進行正確的試驗,保證電容器的正常安全運行至關重要。
1.電力電容器組傳統差壓和0壓保護的試驗方法存在的問題
由于電容器的0壓或差壓保護在電容器組正常運行時,其輸出接近于0V,有可能存在電壓回路開路保護拒動的事故,也可能存在電壓回路誤接線,保 護誤動的隱患。如果電容器3相平衡配置,能提升電壓質量穩定系統正常運行,熔斷1只(或幾只)將造成電容器中性點電壓的偏移,達到整定值,差壓或0壓保護 就會動作跳開高壓開關。因此,這兩種電壓保護在真正投運前,放電壓變2次回路的接線正確性都需要通過送電進行驗證,方法如下:
1.1新電容器及保護帶負荷試驗時,首先進行對電容器沖擊試驗,觀察正常。電容器改試驗,拆除1只(或幾只)電容器熔絲(以下簡稱“拔熔絲” 試驗),再送電,測試0壓或差壓,以驗證回路的正確性及定值的配置,1次系統多次操作帶來安全風險,且時間長,工作效率低下。這種試驗方法對于傳統的熔絲 安裝于電容器外部的安裝形式才有效,但對于集合型電容器組,因內部配置多個熔斷器,停電也不能單獨拆除其內部的1只熔斷器的安裝形式(如上海思源電氣有限 公司生產的并聯電容器成套裝置,型號為TBB35-1200/334-ACW),電容器與連接排之間安裝非常緊湊,就無法作0壓或差壓試驗,來驗證保護。
1.2專業分工導致試驗方法存在紕漏。由于高壓試驗工不熟悉繼電保護的2次回路,試驗只注重單個1次設備的電氣性能,對2次回路正確性關心不 夠; 而繼電保護工只對2次回路認真維護,對1次回路關心較少,導致壓差保護和0差保護這樣的重要保護投產調試操作麻煩,安全風險大。
2.改進措施
怎么驗證壓差或0差保護回路的正確性呢?從放電壓變1次側加試驗電壓,讓0壓和差壓保護達到整定值后動作跳閘,便是1個的較好的選擇。筆者認為:
2.1理論計算上可行
35kV及10kV電壓互感器的變比都不是很大,差壓保護和0壓保護的整定值也不是很高,這為從放電壓變1次加壓試驗保護的動作性能提供了先 決條件。例如: 35kV放電壓變的變比為35000/1.732/100=202.08/1,即1000V的電壓就可以在2次側感應到約4.9V的電壓; 對于10kV的放電壓變在1次加1000V電壓則可在2次側可感受到約17.3V的電壓。1000V的電壓不算太高,這為從放電壓變1次加壓試驗差壓和0 壓保護提供了可能。
2.2電力系統生產的安全性、可靠性、高效性的要求
通過1次加1定量的電壓的方法,達到保護動作的目的,將放電壓變1次和2次電壓回路接線的正確性和0差、壓差保護的定值試驗全都包括,避免了繁瑣的送電、停電、拔電容器熔絲后再送電的試驗操作模式,達到安全和0停電目的。
2.3現代繼電保護整定技術成熟性允許
對于電容器這樣的設備,專業的繼電保護整定部門可以保證整定值的正確,也有成功的運行經驗,不需要用“拔熔絲”這樣的手段來驗證保護定值。因 此,“拔熔絲”試驗的作用,也只能是粗略驗證壓差或0差保護回路的正確性,包括放電壓變1次接線的正確性。換句話說,如果能從放電壓變1次側加壓試驗,證 明壓差或0差保護動作正確,就可以不做“拔熔絲”試驗了。
3.試驗方法
主要設備是3相調壓裝置、3只試驗變壓器SB1~3、3只放電壓變YB1~3。該試驗變壓器需定制,3只變壓器的1致性要好,變比為 1000V/57.74V,作升壓變使用,目的是和繼電保護3相試驗設備配套,主要由繼電保護人員來操作。試驗方法: 試驗壓變和放電壓變各自接成3相星形接線,從放電壓變1次側加入1定量正相序電壓,在2次回路檢測序開口3角電壓(即0壓保護兩端電壓)是否為0V; 改變某相電壓使至達到整定值(或改變電壓相序),保護動作,如此可直接檢查及驗證保護動作值和放電壓變1、2次回路的正確性。(見圖2) 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息。
差壓保護的試驗方法:
主要設備是3相調壓裝置、2只試驗變壓器SB1~2、3只放電壓變YB1~3,圖中是某相放電壓變如A相放電壓變試驗接線圖,B、C相同樣分 別接線試驗。試驗方法: 從放電壓變高壓側加入1定量同相序電壓,2次回路檢測差電壓(即差壓保護動作電壓)接近0V。改變某側電壓使差電壓達到保護整定值,保護動作,這樣便檢查 及驗證了放電壓變1、2次回路的接線正確性。
4.試驗步驟
第1步: 將電容器組改檢修;
第2步: 將放電壓變與電容器組連接線拆開;
第3步: 按實際電容器保護原理,按圖采用差壓保護或0壓保護的相應試驗接線;
第4步: 加壓試驗,驗證差壓保護或0壓保護的正確性。由于試驗電壓較高,放電壓變和試驗壓變周圍要用絕緣膠帶做好隔離,防止觸電,必要時請高試班的人員進行指導。
第5步: 恢復接線并檢查接線正確牢固。
第6步: 帶負荷試驗時,只需要測量保護安裝處的不平衡電壓在允許范圍內既可,不必要再將電容器組停電,用拔電容器的熔絲方法來驗證保護接線的正確性了。
5.運用效果總結
2007年7月,在我集團公司#1、2電容器改造后投產試驗時,由于安裝的是上海思源電力有限公司的電容器成套裝置,熔斷器安裝在電容器內 部,無法采用“拔熔絲”試驗的方法,而采用從電容器放電壓變的1次側加壓試驗的方法,問題迎刃而解,簡單方便且確保試驗安全; 由于該方法確實安全、簡便和有效,對于熔絲安裝在外部的電容器組的投產試驗,也提供了1個更好的的選擇。
這種方法,由于是在主設備送電前完成的,壓變2次回路存在的問題可以事先發現并及時處理,減少了送電后發現問題再2次停電的風險,是事前控制 的技術手段。對于新投產的變電所,在驗證計量壓變、保護壓變、開口3角壓變1、2次接線正確性時,也可在壓變投運前采用這種試驗方法,結合壓變投運后2次 回路的帶負荷試驗,達到全過程控制,就可減少工作失誤,極大地提高工作效率,保證設備安全運行。
參考文獻
【關鍵詞】諧波電流;電力電容器;并聯諧振
0.引言
針對煤礦井下供電系統功率因數普遍偏低的現象,在煤礦供電系統中使用大量的電力電容器進行無功功率補償,以提高系統的功率因數,降低供電系統的損耗,提高供電效率。隨著電力電子技術的發展和廣泛應用,煤礦用電負荷的結構發生了重大的變化,大功率變頻調速等控制裝置越來越多的應用于礦井提升機和通風機等生產設備,電力電子設備在工作時會向電力系統注入大量諧波電流,導致電網的電壓波形畸變越來越嚴重。在有諧波的電力系統中裝設無功功率補償電容器時,在某些條件下會使諧波放大,甚至會引起電力系統局部諧振,導致電力電容器中諧波電流過大,嚴重時造成電力電容器的故障或損壞。因此,保證電容器在諧波條件下的安全運行是十分必要的。
1.無功功率補償電容器
1.1無功功率補償技術
無功補償在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置,可以做到最大限度的減少網絡的損耗,使電網質量提高。每年可為煤礦節約電費數十萬元。
1.2諧波電流對電力電容器影響分析
整流裝置的諧波阻抗一般較系統側及電容器組的阻抗大得多,在進行諧波分析的電路中,當直流負載電流一定時,可將諧波源視為恒流源。諧波對電力電容器的影響與電力系統的結構有關,在大多數情況下,諧波源與電力電容器在同一母線上,此時電路的結構具有并聯電路的特征。電力電容器支路串有電抗器時的系統結構及等值電路見圖1。
(a)系統圖 (b)等值電路圖
圖1 諧波分析電路圖
Fig.1 circuit diagram of the harmonic wave analyze
圖中x—系統的基波電抗;x—串聯在電力電容器支路的基波電抗;x—電力電容器的基波容抗。
由等值電路可得
I=I (1)
I=I (2)
由式(1)、(2)可得出如下結論:
(1)當nx-x/nI,諧波電流在電容器支路中被放大。
(2)當nx+(nx-x/n)=0時,電路發生并聯諧振,諧振條件為x=n(x+x),在諧振點附近I>>I,將有可能導致I>I,嚴重威脅電力電容器的運行安全。
1.3電力電容器的使用極限
電壓波形中有高次諧波時,在高頻電場的作用下,電容器的介質老化比正常工作時加快,同時高次諧波電流也將引起附加發熱。
對移相電容器來說,其電流應滿足基波電流與諧波電流合成后的有效值不超過電容器額定電流的1.3倍,即:≤1.3I。
電壓使用極限:
并聯電容器裝置設計規范(GB50227-1995)規定電容器運行中承受的長期工頻過電壓,應不大于電容器額定電壓的1.1倍。即:U≤1.1U。
以上這些關系在設計和使用電力電容器時,始終應得到滿足,這樣才能保證電容器的運行安全。
2.電力電容器的設計方法
2.1電流保護
諧波對并聯電容器的直接影響。諧波電流疊加在電容器的基波電流上,使電容器電流有效值增大,溫升增高,甚至引起過熱而降低電容器的使用壽命或電容器損壞。諧波電壓疊加在電容器基波電壓上,不僅使電容器電壓有效值增大,并可能使電壓峰值大大增加,使電容器運行中發生的局部放電不能熄滅。這往往是使電容器損壞的一個主要原因。
在有諧波的電力系統中,設計并聯電容器時應考慮其對諧波的放大作用,以保證電容器和供電系統的運行安全。具體方法是:在電容器支路內串聯電抗器,使各電容器支路的總阻抗對各次諧波均呈感性,限制流過電容器支路的諧波電流,如圖1所示。計算時只要使對應最低次諧波時電路呈感性即可,計算公式為:
nx=kx=kx/n
k為可靠性系數,取值為1.2~1.5。
并聯電容器裝置設計規范(GB50227-1995)規定,用于抑制諧波,當并聯電容器裝置接入電網處的背景諧波為5次及以上時,電抗率(電抗器的電抗與電容器電抗的比值)宜取4.5%-6%;當并聯電容器裝置接入電網處的背景諧波為3次及以上時,電抗率宜取12%;亦可采用4.5%-6%與12%兩種電抗率。
2.2電壓保護
當采用串聯電抗器抑制電容器中的諧波電流時,電容器兩端的電壓會升高,在選擇電容器時應考慮該因素的影響。串聯電抗器時,作用在電容器上的工頻電壓為:
U=
U-電容器端子運行電壓;
U-并聯電容器裝置的母線電壓;
k-電抗率;
設計時應保證U≤1.1U。
3.案例分析
現以一典型供電系統為例分析諧波對電力電容器的影響,系統相關參數見表1。
表1 系統相關參數
Tab.1 system relevant parameters
3.1諧波分析及諧波電流計算
在六脈動整流電路中,含有諧波電流的諧波次數為n=6K±1 (k=1、2、3……),每臺整流變壓器二次繞組中產生n次諧波電流I為:
I=I=
各次諧波電流折算至變壓器一次側的電流值為:
I=
在6.3kV母線上出現最大諧波電流的條件為兩臺提升設備同時工作,此時n次諧波電流值為I=2I。考慮到高次諧波電流在系統中含量較小,本例中諧波電流只計算至19次諧波,計算數值見表2。
表2 主要諧波電流計算
Tab.2 calculation of main electric current of wave in harmony
3.2諧波電流對電力電容器影響分析
在分析諧波電流對電力電容器影響時,考慮電力電容器支路串電抗器和不串電抗器兩種情況,串聯電抗器時,電抗值按下式計算。
X′=K
K取1.5;n為5。
則算得X′=1.32,由于電容器為接線,故等值電路參數為:
X=X′/3=0.44Ω
X=X′/3=7.35Ω
由公式(2)算得電容器支路中各次諧波電流見表3。
表3 電容器支路各次諧波電流計算
Tab.3 main electric current of wave in harmony of branch road of condense
注:第1、2行為未串聯電抗器諧波電流值;第3、4行為串聯電抗器諧波電流值;
利用表3中參數對電容器運行參數校驗如下:
(1)未串聯電抗器時。
=490.6(A)>1.3I=371(A),電容器嚴重過負荷將被燒毀。
(2)串聯電抗器時。
電容器兩端的電壓為U=U=×6.3=6.7(kV)。
一般移相電容允許在1.05Ue條件下長期運行,故電容器的額定電壓應選為6.6kV。
1.05U=6.93kV>6.7kV
U+U=6700+43.8×22.05/5=6893V
I=×286=290.3(A)
=295.3(A)
通過以上案例可以看出,當供電系統中諧波電流較大時,對電力電容器支路串聯電抗器進行保護的效果顯而易見,此方法對于電容器的安全運行有重要的作用。
4.結論
從以上分析可以看出,在有諧波源電力系統中選用無功功率補償電容器時,應充分考慮諧波對電力電容器的影響,正確確定補償電容器支路的參數,為電容器選擇合適的串聯電抗器,這樣才能保證電容器的運行安全和使用壽命、減小整流電路回送至系統的諧波電流,同時減少電力電容器的損壞從而進一步減少煤礦的損失。
【參考文獻】
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[4]廖志凌,劉國海,梅從立.一種諧波電流檢測方法的建模與仿真[J].電工技術雜志,2003,20(3):49-52.
[5]戴朝波,林海雪,林緒.兩種諧波電流檢測方法的比較研究[J].中國電機工程學報,2002,5(1):80-82.
[摘 要]文章總結分析了電容器零壓和差壓保護傳統的投產調試方法所存在的問題,提出了從電容器放電壓變一次側加壓試驗的方案,以提高電容器零序電壓和差電壓保護的可靠性及檢驗二次回路接線的正確性,確保電力系統的安全穩定運行。
[關鍵詞] 電容;電壓;保護;試驗;探討
(一)引言
隨著國民經濟的快速發展,電力用戶對電力供應的可靠性和電壓質量的要求越來越高,為提高系統供電電壓,降低設備、線路損耗,各種形式的無功補償裝置在電力系統中得到了廣泛的應用。因此,對變電所電力電容器保護進行正確的試驗,保證電容器的正常安全運行至關重要。
(二)電力電容器組傳統差壓和零壓保護的試驗方法存在的問題
由于電容器的零壓或差壓保護在電容器組正常運行時,其輸出接近于0V,有可能存在電壓回路開路保護拒動的事故,也可能存在電壓回路誤接線,保護誤動的隱患。如果電容器三相平衡配置,能提升電壓質量穩定系統正常運行,熔斷一只(或幾只)將造成電容器中性點電壓的偏移,達到整定值,差壓或零壓保護就會動作跳開高壓開關。因此,這兩種電壓保護在真正投運前,放電壓變二次回路的接線正確性都需要通過送電進行驗證,方法如下:
1. 新電容器及保護帶負荷試驗時,首先進行對電容器沖擊試驗,觀察正常。電容器改試驗,拆除一只(或幾只)電容器熔絲(以下簡稱“拔熔絲”試驗),再送電,測試零壓或差壓,以驗證回路的正確性及定值的配置,一次系統多次操作帶來安全風險,且時間長,工作效率低下。這種試驗方法對于傳統的熔絲安裝于電容器外部的安裝形式才有效,但對于集合型電容器組,因內部配置多個熔斷器,停電也不能單獨拆除其內部的一只熔斷器的安裝形式(如上海思源電氣有限公司生產的并聯電容器成套裝置,型號為TBB35-1200/334-ACW),電容器與連接排之間安裝非常緊湊,就無法作零壓或差壓試驗,來驗證保護。
2. 專業分工導致試驗方法存在紕漏。由于高壓試驗工不熟悉繼電保護的二次回路,試驗只注重單個一次設備的電氣性能,對二次回路正確性關心不夠; 而繼電保護工只對二次回路認真維護,對一次回路關心較少,導致壓差保護和零差保護這樣的重要保護投產調試操作麻煩,安全風險大。
(三)改進措施
怎么驗證壓差或零差保護回路的正確性呢?從放電壓變一次側加試驗電壓,讓零壓和差壓保護達到整定值后動作跳閘,便是一個的較好的選擇。筆者認為:
1.理論計算上可行。35kV及10kV電壓互感器的變比都不是很大,差壓保護和零壓保護的整定值也不是很高,這為從放電壓變一次加壓試驗保護的動作性能提供了先決條件。例如: 35kV放電壓變的變比為35000/1.732/100=202.08/1,即1000V的電壓就可以在二次側感應到約4.9V的電壓; 對于10kV的放電壓變在一次加1000V電壓則可在二次側可感受到約17.3V的電壓。1000V的電壓不算太高,這為從放電壓變一次加壓試驗差壓和零壓保護提供了可能。
【關鍵詞】電力電容器;故障問題;解決方法;電流的控制
0.引言
電容器通常簡稱其為電容,用字母C表示。電容器的定義顧名思義,是‘裝電的容器’,是一種容納電荷的器件。電容是電子設備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調諧回路,能量轉換,控制等方面。電容器也可以定義為任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。電力電容器是一種靜止的無功補償設備,其主要作用是向電力系統提供無功功率,提高功率因數。作為電網中重要的電器設備,電容器的長期正常運行,是保證電網運行安全,提高電能質量,保證企業效益的重要基礎條件。為了提高電容器的運行效率,降低電容器的故障率,加強了對常見故障的分析,制定了相應的方法對其安全性能進行保證。
1.電力電容器的常見故障現象
電力電容器按用途分為8種:①并聯電容器。原稱移相電容器。主要用于補償電力系統感性負荷的無功功率。②串聯電容器。串聯于工頻高壓輸、配電線路中,用以補償線路的分布感抗,改善線路的電壓質量,增大輸送能力。③耦合電容器。主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。④斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯在超高壓斷路器斷口上起均壓作用,使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻,提高分斷能力。⑤電熱電容器。用于頻率為40~24000赫的電熱設備系統中,以提高功率因數,改善回路的電壓或頻率等特性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用,用作沖擊電流發生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件。⑦直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。⑧標準電容器。可作為測量高壓電容的分壓裝置。
1.1電力電容器的滲油現象
電容器的滲漏油現象主要由電容器密封不嚴造成,具有很大的危害,要堅決避免滲漏油現象的出現。但在實際的運行中,由于加工工藝、結構設計和認為因素等多方面的影響,套管的根部法蘭、螺栓和帽蓋等焊口漏油的現象經常出現。這些問題,采取措施加強對廠家和運行維修人員的管理,對機器的運行進行嚴密的管理,都可以使漏油現象得到緩解。
1.2電力電容器的鼓肚現象
在所有電容器的故障中,鼓肚現象是比較常見的故障。發生鼓肚的電容器不能修復,只能拆下更換新電容器。因此,鼓肚造成的損失很大,而造成鼓肚的原因主要是產品的質量,保證產品的質量,加強對電容器質量的管理,是避免鼓肚的根本措施。
1.3電力電容器的熔絲熔斷
電容器外觀檢測后沒有明顯的故障時,可以進行實驗檢測,看是否存在熔絲熔斷的現象。一般情況下,外觀沒有明顯的故障而電容器出現故障時,熔絲熔斷就可能是其發生故障的原因。
1.4電力電容器的爆炸現象
爆炸發生的根本原因是極間游離放電造成的電容器極間擊穿短路。爆炸時的能量來自電力系統和與相關電力電容器的放電電流,爆炸現象會對電容器本身及其周圍的設施造成極大的破壞,是一種破壞力很大的嚴重故障現象,但由于科技的發展和人們的重視,爆炸現象在近年來很少出現,但我們在電容器的維修檢查中,也要對引起爆炸的因素進行嚴格的控制,極力的避免爆炸現象的出現。
2.電力電容器故障分析
形成電力電容器故障的原因有很多,很多的故障都是在多種因素的綜合作用下產生的,但其主要的原因包括產品本身的問題和運行環境等兩個大的方面。
2.1電容器的質量問題
為了降低企業的生產成本,取得經濟效益,電容器的生產商在產生的過程中,對電容器質量的保證工序生產管理不嚴,造成電容器本身存在缺陷,在長期的使用過程中,這些缺陷隨著時間的推移,會慢慢的顯示出來,早場故障的出現。如絕緣的處理不嚴格時,內部殘存的氣泡在長期的工作電壓下會產生局部放電的現象,導致絕緣的損傷和老化,最后會造成電容器的損壞。
2.2電容器的配備問題
電容器配備有單臺熔絲或者是配備熔絲的性能太差,當電容器產生故障電流時,熔絲不能及時的熔斷,導致電容器內部的溫度急劇的上升,最終會造成電容器的脹裂或者是導致爆炸現象的出現。
2.3運行環境對電容器的影響
電容器的運行環境也是故障產生的重要原因。當電容器的工作溫度或者是環境溫度過高時,會引起鼓肚現象和電擊穿故障的出現。工作電壓過高時,也會引起電容器的嚴重發熱,造成電容器的絕緣現象的出現,加快電容器的老化,縮短其壽命,嚴重時還會出現電擊穿故障。
2.4諧波對電容器的影響
諧波是電容器工作中很難避免的影響因素,而且其危害比較大,非常容易引起電容器的擊穿現象,對電容器造成損壞。
3.電力電容器故障的預防措施
3.1保證合適的運行溫度
目前,最有效的辦法是在電容器的回路中裝設適當參數的串聯電抗器或阻尼式限流器來限制電網諧波。必要時,可在電容器上串聯適當的感性電抗來限制諧波電流。
按電容器有關技術條件規定,電容器的工作環境溫度一般不能超過40℃,在實際的應用中,一般不須采用特別的措施,但如果環境溫度過高,不能滿足電容器的運行要求,則要采取相應的通風降溫措施降低溫度,以保證電容器的正常運行。否則就要切斷電容器,禁止其運行,以免故障的發生。
3.2對過電流的控制
對于電容器投入時電流過大、電網的諧波超標等原因造成的過電流造成故障的情況,一般可以采用對電容器的工作電流進行控制的方法來實現對故障的預防。
目前,除了對電容器的工作電流進行控制以外,一般采用在電容器的回路中裝設適當參數的串聯電抗器來對過電流進行控制,從各個方面降低過電流對電容器的影響,避免故障的發生。
3.3選擇合適電容器的熔斷器
熔斷器是電容器的主要保護措施,單臺電容器的開斷性能不好,是電容器故障發生的重要的原因之一。熔斷器如果能成功的開斷故障電容器,郵箱是不會爆炸的,因此,選擇合適的熔斷器,保證其斷開的速度和效率,是郵箱的重要保護途徑。除了熔斷器的選擇,還要保證熔斷器的正確安裝,當過電流對電容器產生危害時,保證熔斷器能夠及時的斷開,以免造成不必要的損害。
3.4選擇合適電容器的工作場強
電容器的工作場強對其工作故障的出現具有很大的影響,在對電容器的工作場強的選擇時,要對電容器長時間工作中的損耗進行詳細的分析,選擇合適的工作場強,以延長其使用壽命。還要考慮在過電壓對其產生的影響和可能出現的故障,采取相應的預防措施。
在實際的選擇和設計中,可以利用電容器在工作狀態的臥放狀態,通過增大電容器的外殼來降低工作場強的方式,還能夠更合理的設計電容器的尺寸。
3.5選擇合適的電容器的接線方式
電容器的接線方式具有很多種,合理的選擇電容器的接線方式,能夠對電容器起到一定的保護作用,使故障的發生率得以降低。
4.結語
電力電容器中常見的故障包括,滲漏油、鼓肚、爆炸和熔絲熔斷等現象,對電力電容器在安全預防時,要根據不同的原因,對電容器本身機器元件和工作環境進行控制,以保證電容器的安全運行。
【參考文獻】
[1]劉萍.電力電容器的保護與運行.科技資訊,2010-06-23.
關鍵詞:并聯電容器;故障分析;解決措施
中圖分類號: TM53 文獻標識碼: A
引言:
電容器在現代科學技術及工業領域中的應用十分廣泛,種類很多,并聯電容器是目前用量最大的電力電容器。近年來,國網遼寧省電力有限公司丹東供電公司的電網容量不斷增加,電壓等級的提高和輸電距離的增加,無功補償技術和補償設備也有很快的發展,尤其是并聯電容器裝置有了更快的發展。并聯電容器對補償無功功率、提高功率因數、濾除諧波等方面起著重要作用,正是由于并聯電容器的廣泛應用,許多關鍵問題未研究透徹,從而埋下隱患。為了更好地掌握并聯電容器的技術發展、存在問題及解決對策,防止在運行中發生事故造成不必要的損失,從而滿足電力系統安全、經濟和電壓質量的要求。
1、運行中并聯電容器的常見異常現象
并聯電容器裝置在運行中出現的異常情況比較多,也比較復雜,有的是設備自身質量問題,有的是外界因素造成的。異常運行問題如果不引起重視或者不予以及時處理,長期積累有些會影響裝置的正常運行,甚至造成意想不到的事故。運行中并聯電容器的常見異常現象及原因如表1:
2、外殼、支柱絕緣子和其他配件不定期清掃嚴重積塵;
2、并聯電容器典型故障分析及防止措施
2.1投入電容器時產生的涌流及防止措施
投入電容器(組)時產生的合閘涌流是由于合閘投運的瞬間發生的暫態過程引起的一種沖擊電流。電容器的投入涌流是一種持續時間很短的電流,由于涌流值需要與穩定電流相比較才有意義,因此通常不用涌流的電流值來描述涌流,而是用倍數來描述涌流,所謂涌流倍數就是涌流與穩定電流的比值。其波形如圖a.
圖a 涌流波形圖
涌流的頻率較高,可達幾百到幾千赫,幅值比電容器在正常工作時電流大幾倍至幾十倍,但衰減很快且持續時間很短,小于20ms。電容器投入分為兩種情況:一是單獨一組電容器投入;二是已經有并聯電容器在運行,又投入一組電容器。
限止涌流的措施:
(1)串聯電抗器,在電容器上串聯電抗器可以限制涌流,通常使用的是帶鐵芯的電抗器(可以看成一個鐵芯電感線圈)。
(2)斷路器加裝并聯電阻,雖然還會出現涌流,但是涌流會變小。
2.2充電電流在電流互感器二次側引起的過電壓及防止措施
在200kvar以下的小容量并聯電容器組中,在未接串聯電抗器的情況下,當投入并聯電容器的瞬間,在電容器回路中及與之直接連接的電流互感器電路中將發生閃絡,從而使二次回路中的儀表和繼電器有燒損的可能。這就是由于并聯電容器投入時的充電電流引起的。
防止措施:
并聯電容器回路中增加感性電抗就可以使充電電流和頻率的倍數減小。
2.3高次諧波引起的異常現象及防治措施
2.3.1電容器的異常過電流,并聯電容器在配電網高次諧波作用下,會產生過電流。一種是串聯諧振引起的過電流,發生串聯諧振時,過電流很大,過電壓也很高,這就對電容器產生嚴重威脅。這一現象容易導致現場發生導線過熱、絕緣破壞、裝置斷路著火、電容器接線頭焊錫熔化等事故。一種是并聯電流諧振引起的過電流,由于一般諧波源高次諧波感抗比電源側、負荷側以及電容器支路的高次諧波阻抗都大得多,這就可以用諧波電流源的概念進行分析。
防止措施:
(1)避免空載變壓器帶并聯補償電容器裝置運行,對有自動投切裝置的電容器組,手動調試時,必須注意帶上負荷,以避免空載變壓器帶并聯補償電容器裝置運行。同時注意并聯補償電容器裝置不要與空載變壓器同時投切,應遵循并聯補償電容器裝置后投先切的原則,以免損壞。
(2)串聯電抗器,根據配網實際存在的諧波情況,在并聯補償電容器回路中串聯電抗器。
(3)電容器組投入時應避開產生諧波的容量范圍。運行中注意電容器的投入容量,避開產生3次、5次諧波諧振的容量。
(4)對于諧波嚴重的電力系統中的電容器裝置,設置諧波保護用以發現和防止諧波危害。
2.3.2高次諧波引起的過電壓,在裝設并聯電容器補償的配網中,當母線接有諧波源用戶時,可能發生諧波諧振過電壓。配電網絡的阻抗和電容器組的電容可以看成一個R、L、C的串聯電路,其等值電路如圖b所示。
圖b R、L、C串聯等值電路
防止措施:
電容器組投入運行后,如發現有嚴重過電流現象,應進行具體分析并采取相應措施。
(1)安裝地點運行電壓不高,但過電流嚴重,主要考慮波形畸變問題。
(2)在電容器回路中串聯電抗器,感抗值得選擇應該在可能產生的任一諧波下均使電容器回路的總電抗為感性而不是容性,從根本上消除諧振的可能性。
(3)采取必要的分組方式可避免分組電容器投到諧振點上,同時可避免出現過大的諧波電流放大倍數。
2.4電容器組電流出現明顯偏大及防止措施
除運行電壓偏高外,其原因是電容器組在安裝前沒有根據系統諧波背景設計論證和計算,使之選擇的串聯電抗參數不能起到抑制諧波的作用;運行中負荷諧波變化,沒有進行監測和治理,諧波電流放大;電容器組缺臺運行;串聯電抗器發生匝間短路。
防止措施:
(1)安裝電容器組前要實測電容器接入點(變電站)的諧波背景和收集負荷諧波情況,通過設計論證和計算,作為選擇串聯電抗器參數的依據,如抑制5次及以上諧波的選擇電抗率為5%、6%,抑制3次及以上諧波的選擇電抗率為12%。
(2)根據電容器的例試情況,要對電容器組參數與電抗器參數進行核算,防止發生諧振,特別是電容損壞后要及時補充,集合式電容器和有內熔絲的電容器更要引起注意,因為內熔絲動作后,電容值下降,容抗損壞。
(3)電容器組缺臺運行時,及時補充電容器以保持電容量的平衡。特別注意三相間、兩個星形間(雙Y接線時)的電容量應配置平衡;各相的上下兩段串聯間的電容量平衡,否則兩段電容器承受電壓不同,電容量小(臺數少)的段電壓可能超過電容器額定電壓;電壓可能超過標準持續運行允許的1.1倍額定電壓,保護不會動作于跳閘,故障發生在上或下段時,保護靈敏度也不同。
2.5電容量明顯變化及防止措施
電容量出現明顯變化是電容器內部有局部放電現象,損壞元件造成的。
防止措施:
(1)定期進行實測電容量,盡量采用不拆連接線的測量方法,防止因拆裝連接線導致套管受力而發生套管根部滲、漏油。
(2)有內熔絲電容器的電容量減少,要按照保護整定允許減少的規定值推出運行。
(3)電容器的電容量增大有兩種情況,一種是無內熔絲的電容器一但發生電容量增大,即超過一個串聯段擊穿所引起的電容量增大,應立即退出運行。一種是有內熔絲的電容器應考慮為一個元件擊穿故障,相應內熔絲沒有熔斷引起電容量增大的,要立即退出運行,以防止電容器帶故障運行而發展成擴大性故障。
2.6切斷電容器組產生過電壓的異常現象及防止措施
我國10~63kV系統為中性點不接地系統的小電流接地系統。無功補償補用的電容器組均采取中性點絕緣形式。經驗表明,在切斷電容器組時會產生重燃過電壓而引起事故。
防治措施:
(1)采用無重燃斷路器,由于切斷電容器組過電壓是由于斷路器重燃引起的,所以采用無重燃斷路器是一項有效措施。但是做到完全不重燃是有一定困難的,我國采用另加保護來限制其重燃過電壓。
(2)裝設金屬氧化物避雷器,這種方法是我國目前使用最為廣泛的限壓措施。對于星形接線的電容器組,除了在電容器極間裝設金屬氧化物避雷器外,還需要在電容器組的中性點處配置金屬氧化物避雷,以限制中性點電位升高所引起的電容器對地電位的升高。對于三角形接線的電容器組,跨接在電容器組上作三角形連接的金屬氧化物避雷器可以用來限制電容器極間過電壓,但不能用來限制對地過電壓。因此,還必須在加裝一組對地避雷器。
3、結束語
以上是根據現場實際工作經驗總結的并聯電容器幾種典型故障,加以分析并提出有效的防止故障發生的措施。要保證并聯電容器裝置的正常運行,必須按照裝置的運行規定和電網實際情況,制定相應的實施細則(制度),并嚴格執行,同時要加強裝置的整體維護管理,確保各類設備完好、性能可靠、參數匹配。在運行中要認真觀察、記錄電流、電壓、功率因數、油量、油位、溫度指示、接點狀態等是否正常,創造良好的運行條件。
參考文獻:
[1] 松森、汪啟槐、楊一民《并聯電容器裝置技術及應用》中國電力出版社
[2] 陳化鋼《電力設備異常運行及事故處理手冊》中國水利水電出版社
[3] 李建明、朱康《高壓電氣設備試驗方法》中國電力出版社
作者簡介:
蘇海南(1985-),女 ,2010年畢業于東北電力大學,助理工程師,從事電氣試驗工作。
遼寧省丹東市振興區興三路1-1號試驗所。
楊越(1985―),女,大學本科,助理工程師/技師,從事高壓試驗和電力用油(氣)的檢測工作多年。現在國網遼寧省電力有限公司檢修分公司鞍山分部試驗班工作。
關鍵詞:低壓并聯電容器;無功補償;技術;經濟性
無功功率是維持電力系統正常運行最主要的一個因素。搞好電力系統的無功平衡,提高負荷的功率因數,可以減少線路和變壓器中的有功功率損耗和其他電能損耗,從而提高電能質量,降低電能損耗,并保證了電力系統的穩定運行和用戶的供電質量。
1無功補償的作用
1.1提高變配電設備利用率,減少投資費用
對低功率因數的負荷進行無功補償,接入并聯電容器,由于無功電流得到補償,使得負荷電流減少
由于功率因數提高而使變配電設備減少的容量(kVA)可用公式1計算:
ΔS =P/ COSφ1-P/ COSφ2
=P×(COSφ2-COSφ1)/(COSφ2×COSφ1)
(1)式中:
S---為減少的設備容量
P---為負荷有功功率
COSφ1---為補償前負荷功率因數
COSφ2--- 為補償后負荷功率因數
如1000kW的負荷容量,補償前功率因數為0.7,從公式1中可計算出當功率因數補償到0.95時,為該負荷輸電的變配電設備容量可減少376kVA,對于新建項目可以減少投資費用(變配電設備容量減少376kVA,可減少基本電費的支出),經濟效益明顯。
2.2 降低電網中的功率損耗
當負荷的功率因數從1降到COSφ時,電網中的功率損耗將增加的百分數約為δp(%)=(1/COS2φ-1)×100%
2.3 減少了線路的壓降
由于功率因數的提高,線路傳送電流小了,系統的線路電壓損失相應減小,有利于改善末端的電能質量。
2.4 提高功率因數及相應地減少電費
根據國家水利電力部國家物價局1983年頒布的《功率因數調整電費辦法》規定三種功率因數標準值,相應地減少電費:
①功率因數標準0.90,適用于160千伏安以上的高壓供電工業用戶、裝有帶負荷調整電壓裝置的高壓供電電力用戶和3200千伏安及以上的高壓供電電力排灌站。②功率因數標準0.85,適用于100千伏安(千瓦)及以上的其他工業用戶,100千伏安(千瓦)及以上的非工業用戶和100千伏安(千瓦)及以上的電力排灌站。③功率因數標準0.80,適用于100千伏安(千瓦)及以上的農業用戶和躉售用戶。
3 低壓并聯電容器無功補償的種類
3.1 集中補償
在低壓配電所內配置若干組電容器接在配電母線上,補償供電范圍內的無功功率
3.2 就地補償
將補償電容器安裝于用電負荷附近,或直接并聯于用電設備上
就地補償分為兩種:一是分散就地補償,電容器接在低壓配電裝置或動力箱的母線上,對附近的用電設備進行無功補償。二是單獨就地補償,將電容器直接接在用電設備端子上或保護設備末端,一般不需要電容器用的操作保護設備,
3.3 就地補償與集中補償節能比較
4 電容補償在技術上應注意的問題
①防止涌流。在電容器投入時,一般情況下伴隨著很大的涌流,在IEC出版物831電容器篇中電容器投入涌流的計算公式如下:Is=In×√2S/Q
(3)式中:
Is ---為電容器投入時的涌流(A)
In ---為電容器額定電流(A)
S ---為安裝電容器處的短路功率(MVA)
Q ---為電容器容量(Mvar)
在低壓電容器回路中,可采用以下方法限制:一是串聯電抗器;二是加大投切電容器的容量;三是采用專用電容器投切的接觸器。轉貼于
②防止系統諧波的影響。由于電容器回路是一個LC電路,對于某些諧波容易產生諧振,造成諧波放大,使電流增加和電壓升高。為此可采用串聯一定感抗值的電抗器以避免諧振,如以電抗器的百分比為K,當電網中5次諧波較高,而3次諧波不太高時,K宜采用4.5%;如中3次諧波較高時,K宜采用12%,當電網中諧波不高時,K宜采用0.5%。
③防止產生自勵。采用電容器就地補償電動機無功功率,電容器直接并聯在電動機上,切斷電源后,電動機在慣性作用下繼續運行,此時電容器的放電電流成為勵磁電流。如果補償電容器的容量過大,就可使電動機的磁場得到自勵而產生電壓,電動機即運行于發電狀態,所以補償容量小于電動機空載容量就可以避免,一般取0.9倍就沒關系。
QC=0.9×3UI0
(4)式中:
Qc ---為補償電容器容量
U ---為系統電壓
I0 ---為電動機空載電流
5 電容補償控制的選擇及補償容量的確定
5.1 電容器組投切方式的選擇
電容器組投切方式分手動和自動兩種。對于補償低壓基本無功及常年穩定的高壓電容器組,宜采用手動投切;為避免過補償或輕載時電壓過高,易造成設備損壞的,宜采用自動投切。高、低壓補償效果相同時,宜采用低壓自動補償裝置。
5.2 電容器補償容量的確定
先進行負荷計算,確定有功功率P和無功功率Q,補償前自然功率因數為cosφ1,要補償到的功率因數為cosφ2。則QC=P(tgφ1-tgφ2)
(5)式中:
Qc ---為補償電容器容量
P ---為負荷有功功率
COSφ1---為補償前負荷功率因數
COSφ2 --- 為補償后負荷功率因數
確定無功補償容量時,還應注意以下三點:①在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經濟的。②功率因數越高,每千乏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數提高到0.95就是合理補償。③ 就地補償電容器容量選擇的主要參數是勵磁電流,因為不使電容器造成自勵是選用電容器容量的必要條件,可用公式4計算。
6 結語
采用無功補償可以提高功率因數,是一項投資少,收效快的節能措施。并聯補償電容器原理簡單、使用方便、運行經濟,還可以分組投切保證電壓合格率和合理的功率因數。我國很多地區配電網和農網平均功率因數偏低,通過采用補償電容器進行合理的補償,一定能夠提高供電質量并取得明顯的經濟效益。
參考文獻
[1]電力工業部綜合管理司.用電檢查技術標準匯編[M].北京:中國電力出版社,2000.
關鍵詞:電容器 制造 無功補償 第三繞組
1 概述
近幾年來,我國已形成了全世界最大的電力電容器市場,因此,無論是國內的電容器制造廠商,還是國際電容器制造廠商,都看好了這一市場。目前,國際電容器主要制造廠商已都在國內設置電容器生產廠或銷售商。到今年下半年,我國將形成7千余萬kvar的高壓電力電容器的生產能力。因此,生產能力過剩的問題是必然要發生的,這將意味著明、后年高壓電力電容器的市場競爭將加劇,市場必然要重新進行分配,對此,電容器制造廠商應有清醒的認識。另一方面,電力系統的無功補償容量越來越大,可靠性要求越來越高,使得目前習慣使用的電容器結構、容量,和無功補償的模式都越來越不適應電力系統運行的要求,特別是對220kV及以上電壓等級的大型變電站的無功補償方式,已到了必須進行變革的地步。因為目前35kV及以上系統所使用的大部分單臺電容器和電容器組的接線方式都已無法保證系統的安全、可靠運行的要求,對于這點希望廣大電力系統的無功補償技術人員能越來越清楚地有個正確的認識,以盡快推動新技術的快速發展,以利于電力系統的安全、可靠運行水平的提高。
2 我國高壓電力電容器制造行業的現狀
我國高壓電力電容器制造行業單就生產設備、原材料和技術來說,并不比國際上先進水平差,主要生產廠家用的卷制機是全球最好的,HILTON的全自動卷制機,真空浸漬系統是全球最好的,HEDRICH真空清漬罐,用的是膜則從粒子到設備均是進口的,油是根據進口油料組份合成的,生產技術則多是國外引進而來。這也正是幾十年來,我國高壓電容器主要是由國內廠供給的原因。但令人遺憾的卻是:二十一世紀之前我國高壓電容器的高端產品主要由國外廠商占有。二十一世紀之后國外廠商和合資廠仍占有大部分,國內廠商已開始進入高端產品市場,但占有量只是小部分。
近幾年國外主要電容器生產廠商看好中國電容器市場,而在國內設廠,如ABB、日新電機、美國Cooper在國內的廠都已生產了,而諾基亞公司在我國銷售也幾年了。這些國外廠商的進入,將進一步推動國內電容器行業的發展,也加劇了電容器行業的競爭。到2006年下半年全國將形成7千余萬kvar的電容器生產能力,而市場僅在5千余萬kvar左右,因此,競爭高峰期將在07后必然形成。對此各制造企業應有足夠的認識。
3 我國電容器制造行業的問題與發展
3.1 我國電容器制造行業的問題
我國電容器制造行業最大的問題有兩個:
(1)前期研究投入不足,尤其是基礎性研究投入嚴重不足。這就造成了我國電容制造行業缺乏具有自主知識產權的產品,也是高端產品占有率低下的根源。這個問題不解,將很難形成我國產品的優勢種類,而必然減弱企業的競爭能力。
目前雖然國外跨國集團在國內設廠,但很遺憾的是這些廠無一例外地將研發放在國外,而在國內的生產廠連試驗設備都嚴重不全,若按電力行業標準要求,這些廠連出廠試驗都做不全。因此,這些廠的出現,并不能大幅度促進國內電容器技術發展,這不能不說是一種遺憾。
(2)缺乏全局持續發展的思想和準備。目前我國電容器制造行業由于銷售、生產兩旺,基本上處于應付生產和擴大生產上,普遍缺乏全局持續發展的思想和準備,缺乏產品儲備。在產品發展和應用上總顯得反應遲鈍,跟不上用戶對產品需求。特別嚴重的是,當產品已明顯表現出不適用于系統要求時,長時間不能指出和更正這種不適之處,不能推出更合適的產品,將發展的機會拱手相讓,也為電力系統進行帶來危害。實際上生產廠家對這些產品的不當和不適應系統運行要求的了解深度,和了解的時間遠不是用戶所能比的。但十分遺憾的是電容器生產廠商由于短期利益的左右,這些問題并沒有被及時指出并引導用戶正確選擇,使用更合適的產品,導致近年來重要的大型電站的無功補償設備故障率增大。這種狀況對國內電容制造行業的發展無疑是十分有害的。
3.2 我國電容器制造行業的發展
(1)根據我國電力系統容量的變化,原使用得很好的35kV系統用的11kV(或12kV),容量為334kvar及以下的內熔絲電容器已不適合使用。因此,盡快發展500kvar及以上容量的電容器和與之配套的成套技術,并推動電力系統盡快應用,已成為一項十分迫切的任務。
(2)加大研究性投入,避免自我封閉。由于我國電容器制造業尚未達到具有系統的研究開發能力,因此加強研究性投入,避免自我封閉,實行對外強強聯合的方式,加快研究成果的獲得,形成有自我知識產權,有特色的產品及產品儲備是我國電容器制造業的有效措施。在目前,特別應加強產品適應運行環境性能的研究,以提高電容器運行可靠性。
(3)加強同用戶的溝通,避免偏面性宣傳和“閉門造車”。在上世紀90年代及之前,電力系統與電容器制造行業有過一段“密月”期,這也是我國電容器行業得到最快發展的歲月。近年來,這種良好的互動關系已沒了,其結果是制造廠商的新產品推的快,消亡的快。由于偏面的宣傳,用戶很難了解產品的真實優缺點,因此,也就在運行上沒有針對性的措施,常常帶來的后果是用戶大失所望,而妨礙新產品的健康發展。
3.3 我國電力系統用戶在無功補償中的問題
(1)目前電力系統用戶在無功補償中最大的問題是:所使用的補償方式與無功補償原則嚴重背離。無功補償原則是:在主要負荷側、分層、分區就地平衡。而目前的補償方式,特別是220kV及以上電壓等級變電站的補償方式則是在基本上沒有負荷的第三繞組上進行,這種補償方式不僅嚴重背離無功補償原則,更嚴重的是存在:1)增加了變壓器的損耗;2)使變壓器結構復雜,成本增大,可靠性下降;3)占用變壓器的電磁容量、惡化了變壓器運行條件;4)無功調節困難,無功補償裝置可靠性差等缺陷。實際上目前大容量的變電站采用35kV電壓等級無功補償裝置常配用單組容量6萬kvar,甚至更大。而真實情況是什么呢?真實的情況是:這個電壓等級,這個容量的無功補償裝置無論如何努力,都是不可能安全運行的,因為這個容量的裝置采用35kV電壓等級從理論上就不能滿足安全運行條件。因此,目前已到了無功補償方式回歸無功補償原則的時候了。
(2)電力系統無功專職人員變化過快,培訓不足。近年來電力系統新老交替變化,無功專職人員變化較快,另一方面無功技術培訓不足,或培訓部門技術能力不足,資料缺乏。使無功專職人員技術水平呈下降趨勢,而近年來無功補償技術發展較快,使得這種不適應傾向更加突出。
(3)目前電力系統的管理方式不利于新產品、新技術的發展。由于電力系統無功補償裝置采購模式是以有運行業績為基礎,新產品、新技術常常因這條而難以進行系統運行,而不進入系統運行就沒有業績,結果是新產品、新技術進入了一個不能獲得應用的怪圈。由于新技術、新產品不能及時進入系統運行,使得電力系統發展迅猛,配套產品都原地踏步,使所采用無功補償產品嚴重滯后電力系統的發展,目前已達到了危害系統安全的進步。
3.4 電力系統無功補償技術的發展
(1)盡快將無功補償方式回歸到無功補償原則上來,促進無功補償技術的發展。也就是切實做到無功功率在主要負荷側、分層、分區就地平衡,盡快發展高壓側補償技術,如500kV變電站在220kV側補償為主,220kV變電站在110kV側補償為主,第三繞組補償為輔,或僅做平衡繞組。
(2)加強技術培訓,提高無功補償技術人員的技術水平,促進電力系統無功補償技術的發展。
4 結論
隨著我國電力系統的發展,無論是目前電容器制造行業的產品,還是我國電力系統的無功補償方式都已嚴重不適合目前電力系統的需求,因此,無論是電容器制造行業,還是電力系統無功補償技術都已到了必須進行變革的時期,否則必然妨礙我國電力電容器和無功補償技術的發展,而拉大我國相關技術與國際先進技術的差距。在座的有志促進無功補償技術的各位,對此應有一個清醒的認識。
參考文獻:
【關鍵詞】用電檢查;管理;存在問題;對策分析
中圖分類號:C34文獻標識碼: A
一、當前用電檢查管理的現狀分析
國家對電力供應和使用,實行安全用電、節約用電、計劃用電的管理原則。電力供應與使用辦法由國務院依照本法的規定制定。供電企業在批準的供電營業區內向用戶供電。供電營業區的劃分,應當考慮電網的結構和供電合理性等因素。一個供電營業區內只設立一個供電營業機構。省、自治區、直轄市范圍內的供電營業區的設立、變更,由供電企業提出申請,經省、自治區、直轄市人民政府電力管理部門會同同級有關部門審查批準后,由省、自治區、直轄市人民政府電力管理部門發給《供電營業許可證》。跨省、自治區、直轄市的供電營業區的設立、變更,由國務院電力管理部門審查批準并發給《供電營業許可證》。供電營業機構持《供電營業許可證》向工商行政管理部門申請領取營業執照,方可營業。
二、用電檢查管理工作存在的主要問題
(一)單相接地時的電弧及間隙性弧光過電壓
對于中性點不接地系統的單相接地故障,一般繼電保護不動作于跳閘,如果接地故障不是瞬問發生后立即消失,則在故障點處會產生電弧。容性接地電流與接地相正常時的相電壓相差90O,因此,當接地電流過零時,加在電弧兩端的電源電壓為最大值,故障點的接地電弧很快復燃,不易熄滅。如果與接地線路有直接電氣聯系的電網內線路較多,電容電流較大,接地故障電流也較大,容易形成穩定的接地電弧。這種單相接地比較危險,因為電弧可能燒壞設備,或者從單相接地擴大為兩相或三相弧光短路。
在線路較短時,接地電流較小,如果是臨時性弧光接地,接地故障常常能夠迅速熄弧,恢復正常運行。有些接地故障,電流并不太大,不能形成穩定性的電弧,但是電弧又不能自動熄滅,而是形成熄弧與電弧重燃交替進行的不穩定狀態,稱為間隙性電弧。這種間隙性電弧引起電力網運行狀態的瞬息改變,導致電磁能的強烈振蕩,并在非故障相以及故障相中產生嚴重的瞬時過程過電壓,這就是間隙性弧光過電壓,其數值一般認為可達2.5-3倍相電壓,最大可達3.5倍相電壓。這種過電壓會傳輸到與接地故障點有直接電氣連接的整個電網上,可能在某一絕緣薄弱的部位引起另一相對地擊穿,造成兩相短路。電網電壓越高,電氣設備的絕緣裕度也越小,間隙電弧引起的過電壓危險性就越大。
(二)并聯電容器的合閘涌流
并聯電容器合閘投運時會產生很大的沖擊電流,稱為合閘涌流。在電容器合閘之前,電容器上沒有電壓。在電容器合閘瞬間,流入電容器的電流只受到電容器回路中的阻抗限制,由于母線阻抗很小,與短路相似,這時系統中的電感與電容器的電容形成串聯諧振回路,將產生很大的沖擊合閘電流。根據試驗經驗,單組電容器的合閘涌流大約為電容器額定電流的幾倍到十幾倍。但是,如果變電所里有兩組以上電容器,各組可以單獨投切,則當有一組或幾組電容器已經在網運行,而需要將又一組電容器投入運行時,即出現電容器追加投入,與原有的電容器并列運行。這時追加合閘的電容器,除了電網向其提供合閘沖擊電流外,原先在網運行的電容器也向其提供合閘沖擊電流。如果這些電容器之間電氣距離又很近,母線電感很小,這時由在網電容器供給的合閘沖擊電流很大,有時達到電容器額定電流的多倍。這顯然是十分危險的。
三、加強用電檢查管理措施
(一)單相接地電流超過限值時應采取的措施
對中性點不接地系統,為了防止接地故障時電容電流過大引起間隙性電弧形成過電壓,可通過縮小電網中有電氣連接的線路長度來減少電容電流,例如可將電力網分區運行;也可以采取中性點經消弧線圈接地的方法來補償電容電流。本書將重點介紹消弧線圈的配置原則及運行維護。
(二)電容器組串聯電抗器
為了防止并聯電容器對諧波電流出現放大,可以在電容器電路內串人電抗器,使其諧波綜合阻抗呈感性。這樣,電容器支路成為注入電網諧波電流的一個感性并聯分流通道。流經電容器支路的諧波電流的大小,與該支路綜合阻抗的大小有關。呈感性的綜合阻抗愈大,流過該支路的諧波電流愈小,但是串聯電抗器上的端電壓愈高,電容器上的端電壓也愈高,基波電流也愈大,將大大超過電容器的額定電壓和額定電流。因此串聯電抗器不能太大。GB 50227--1995《并聯電容器裝置設計規范》規定:當并聯電容器裝置接入電網處的背景諧波為5次及以上時,為了抑制諧波,串聯電抗器的電抗率宜取4.5%~6%;當背景諧波為3次及以上時,宜取12%。聯電容器對諧波電流有放大作用。當電容器接入電網后,將通過很大的諧波電流.使電流波形發生嚴重畸變,而且這些諧波電流通過電氣回路時,在回路阻抗上產生諧波電壓,疊加到原來的正弦波電壓上,使電壓波形產生嚴重畸變。 電容器組接入串聯電抗器后,電容器的端電壓升高,大于母線電壓。因此在選擇電容器的端電壓時應考慮串聯電抗器后所升高的電壓,亦即不能按照母線額定電壓來選擇電容器的額定電壓,必須選擇比母線電壓高的電容器電壓。為了實現電容器端電壓標準化,中國工程建設標準化協會推薦參照《并聯電容器裝置的電壓、容量系列選擇標準》(CECS33--1991)選擇電容器額定電壓,
(三)防雷保護
架空電力線路的過電壓保護主要是指防雷保護。架空電力線路一般要高出地面八九米或數十米,暴露在曠野或高山之上,容易受到雷擊。因此,架空電力線路的防雷措施必須可靠。為了防止雷擊線路造成事故,一般采取以下四項措施。
1.保護線路不遭受直擊雷擊
為此可采用避雷線或避雷針。避雷線架設在桿塔頂端,在線路導線之上,并沿桿塔接地。當大氣中出現雷電時,閃電落在避雷在線,從而防止導線遭受雷擊。避雷線是架設在桿塔頂端的接地導線,所以也稱架空地線。用避雷針也可起到防雷保護作用,但是用在架空線路上十分不便,因此很少采用。
2.防止線路出現雷電過電壓反擊
當雷電擊中避雷線后,雷電流沿避雷線的接地線流人地中。強大的雷電流流過桿塔接地線和接地裝置時,產生很大的壓降。這個壓降有時要高出線路的額定電壓,從桿塔的橫擔作用在線路的絕緣子上,有時甚至使絕緣子擊穿放電,造成橫擔或桿塔的其他部位對導線放電,這種現象稱為雷電反擊。為了防止出現雷電反擊事故,必須降低反擊電壓和加強導線絕緣子的絕緣強度。所謂反擊電壓也就是雷電流流經接地線和接地裝置時的壓降。雷電流的大小決定于大氣中的雷暴強弱,為了降低壓降,惟一的辦法就是降低避雷線的接地電阻。
3.防止因雷擊短路而造成跳閘
當線路發生雷擊閃絡時,是一瞬間的故障,只要線路絕緣子沒有形成傷殘,雷電消失后,線路仍可照常運行。因此,要防止線路絕緣子因雷擊閃絡而造成短路跳閘。對于中性點非直接接地系統,單相絕緣子閃絡不會造成短路。線路導線相間保持足夠大的間隙,也不容易出現相間擊穿。
結論
和其他任何商品的營銷工作一樣,電力營銷工作也必須以服務求市場、以服務求發展、以服務求效益。完善電力客戶服務是電力市場營銷戰略的重中之重。用電檢查工作,在電力體制改革之前一直稱為用電監察。用電監察的工作內容概括起來說,就是“在當地政府和上二級用電監察部門的領導下,對用戶的計劃用電、節約用電、安全用電等項工作,進行監督、檢查、指導和幫助”。隨著我國電力體制改革的進一步深入,政企分開,用電檢查作為供電企業對外(即對電力客戶)的作用,與原來的用電監察相比,有了很大的變化。
參考文獻
關鍵詞:高壓并聯電容器;無功補償;補償裝置;熔斷器;繼電保護
中圖分類號:TM531 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)04-0134-01
對于整個電網系統而言,發生故障較多的設備便是電容器組,只有對電容器組實現有效的保護才能保證供電可靠性。要想使供電質量得到顯著的提高,同時有效的降低無功損耗情況,目前普遍的補償方式便是進行無功率補償。
1 電容器保護
1.1 外部熔絲保護
要想避免電容器出現內部絕緣損壞造成極間短路情況,應該為所有電容器分別裝置專用熔斷器,主要采用的是噴逐式和限流式兩種熔斷器,但是因為限流式熔斷器具有著更高的成本,所以通常情況下應該采用噴逐式作為主要的專用熔斷器[1]。熔斷器具有的額定電壓要保證超過被保護電容器應用的額定電壓,熔斷器的額定電流可以根據俠下式進行計算,即,其中I使熔斷器熔絲具有的額定電流,QC是電容器具有的額定電容,Ue是電容器應有的額定電壓。
1.2 繼電保護
目前我國電電容器裝置中主要采用的便是不接地星型作為基本接線方式,根據接地方式的不同可將繼電保護劃分成為零序電壓保護、零序電流保護、電壓差動保護以及橋式差電流保護等方式。本文以零序繼電保護方面的整定計算為例探討,
上述三式中的Udz是幼韉繆梗單位為V;Uch是差電壓,單位為V;ny是電壓互感器的變比;Klm是靈敏系數,取值范圍在1.25~1.5;Uex是電容器組具有的額定電壓,單位為V;K是由于故障所關閉的電容器數量;β是電容器出現擊穿元件的概率;N是每相電容器具有的串聯段數;M是每相各串聯段具有的并聯臺數。因為三相電容器存在不平衡與電網電壓存在不對稱情況,正常運行過程中將會具有不平衡零序電壓U0bp,因此要對其作出校驗,即Udz≥KkU0bp,其中Kk是可靠系數,取值范圍為1.3~1.5。
2 高壓并聯電容器補償成套裝置的二次保護
2.1 過電壓保護
電容器組正常運行時將會對其中的電壓作出限制,通常情況下,通過電容器組的電壓不可以大于1.2倍的電容器額定電壓,一旦電容器組長時間處于高壓狀態下極易導致出現擊穿現象。當前時期,我國電容器組中均安裝了母線過電壓保護設備,便是為了能夠避免出現由于母線電壓激增造成電容器組出現擊穿故障。電容器組通過安裝保護裝置,帶時限動作于信號。
過電壓保護可以根據下式進行計算,
其中,Udz是保護裝置具有的動作電壓,單位為V;K電容器組通過電壓和額定電壓具有的比值;Uem是電容器自身的額定電壓,單位為V;A是電容器組各項感抗和容抗的比,一般按照系統參照表使各個參數實現整定。
2.2 失壓保護
一旦系統出現線路故障,造成電容器組沒有帶能供應,在修復故障之后便會使電容器組中的母線帶電,這時電容器中的端子便會具有一定的參與電壓,而且該電壓將會大于0.2倍的電容器額定電壓,在這一情況下,電容器組中將會通過超過其所允許額定電壓的1.2倍,極易導致電容器發擊穿故障[2]。因此,要在其中安裝有相應的失壓保護設備。電容器組通過安裝保護裝置,帶時限動作于跳閘。
母線失壓保護可以按照下式進行計算:
其中,K是系統處于正常運行狀態時具有的最低電壓系數,一般取值為0.~0.5;n是電容器裝置具有的電壓互感變化比;Uhm是電容器組中的母線電壓,單位為V。
3 結語
采用二次保護后的設備能夠更加安全穩定的運行,極少出現電容器保障與失火狀況,但是其中一種有著部分待解決的問題,希望今后相關的技術人員對其深入的研究與開發,使二次保護能夠很好的保障電力系統的運行,為人們提供更為高效與穩定的帶能。
參考文獻