電力電容器專題討論

1、電力電容器專題討論目 錄概述電力電容器的內(nèi)部接線電力電容器的故障種類電力電容器的保護(hù)配置小結(jié)1. 概 述 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城鄉(xiāng)居民家用電器的增加，在用電量增加的同時，電網(wǎng)中的感性負(fù)荷比例也在明顯上升。為解決電力系統(tǒng)無功電源容量的不足、改善電壓質(zhì)量，提高電網(wǎng)功率因素，減少線損，并聯(lián)電容器以其施工 簡單、維護(hù)方便、投資節(jié)省及比調(diào)相機制造簡單等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用。 雖然近十幾年來，隨著大功率晶閘管和微機控制技術(shù)的深入應(yīng)用，無功補償?shù)撵o補設(shè)備已開始發(fā)生質(zhì)的變化，但由于目前采用電力電容器無功補償裝置仍然使用廣泛，所以現(xiàn)在對電容器的保護(hù)進(jìn)行熟悉還是有必要的。2. 電容器的內(nèi)部接線(1) 根據(jù)不同分類方

2、式，電容器可以分為不同的種類。按介質(zhì)區(qū)分有紙介電容、油浸紙介電容、金屬化紙介電容、云母電容、薄膜電容、陶瓷電容、電解電容等；按組成形式有單相電容器、三相電容器、集合式電容器等。 按其接線方式，國內(nèi)運行的電容器有兩種：三角形(單三角形、雙三角形)，星型(單星型、雙星型)。三角形接線電容器由于其接線形式而造成現(xiàn)場實際應(yīng)用中安全性差，屬于淘汰接線方式。 集合式電容器組的內(nèi)部接線原則是先并后串，每個元件串有一熔絲。2. 電容器的內(nèi)部接線(2)2. 電容器的內(nèi)部接線(3)3. 電容器的故障種類電容器內(nèi)部故障 電力電容器組是由電容器元件并聯(lián)和串聯(lián)組成。電容器內(nèi)部極板之間的絕緣介質(zhì)，如有薄弱環(huán)節(jié)，在高電壓的

3、作用下很容易發(fā)生過熱、游離直至局部擊穿與短路。電容器內(nèi)部故障時，內(nèi)部電流增大，致使內(nèi)部氣體壓力增大，輕者發(fā)生漏油或“凸肚”現(xiàn)象，重者會引起爆炸。電容器的外部故障 外部相間和接地短路：被短路的回路中各設(shè)備產(chǎn)生熱和力的破壞； 系統(tǒng)異常引起的電容器過電壓與欠電壓等。4. 電容器的保護(hù)配置(1)幾個概念 電容元件(capacitor)、單臺電容器(capacitor unit)、電容器組(capacitor bank)、內(nèi)(外)熔絲(internal/external fuses)、涌流(inrush transient current)、電抗率(reactance ratio)、放電器(線圈)(di

4、scharge device/component)等電容器的保護(hù)配置根據(jù)電容器內(nèi)部及外部故障的特點，其主要有：電容器通用保護(hù)通用保護(hù)(熔斷器、電抗器、避雷器等)；過電壓過電壓和低電壓低電壓(欠電壓欠電壓)保護(hù)；電流速斷電流速斷、限時過電流過電流保護(hù)；防止電容器內(nèi)部故障的電容器組專用保護(hù)(不平衡不平衡電流、電壓保護(hù)、瓦斯瓦斯保護(hù)等)。4. 電容器的保護(hù)配置(2)電容器通用保護(hù)通用保護(hù) 熔斷器保護(hù)：熔斷器保護(hù)：單臺并聯(lián)電容器的最簡單、有效的保護(hù)方式是采用熔斷器。這種保護(hù)簡單、價廉、靈敏度高、選擇性強，能迅速隔離故障電容器，保證其他完好的電容器繼續(xù)運行。但由于熔斷器抗電容充電涌流的能力不佳，不適應(yīng)自

5、動化要求等原因，對于多臺串并聯(lián)的電容器組保護(hù)必須采用更加完善的繼電保護(hù)方式。熔斷電流不小于電容器額定電流的1.43倍且不大于1.55倍。 電抗器保護(hù)：電抗器保護(hù)：限制短路電流、防止電容器合閘時充電涌流(超過20倍額定電流時)及放電電流過大損壞電容器；同時還可以限制對高次諧波的放大作用，防止高次諧波對電容器的損壞。 避雷器保護(hù)：避雷器保護(hù)：用于吸收系統(tǒng)過電壓的沖擊波，防止系統(tǒng)過電壓，損壞電容器。4. 電容器的保護(hù)配置(3)(系統(tǒng)穩(wěn)態(tài))三相過電壓過電壓和欠電壓欠電壓保護(hù) 過電壓過電壓保護(hù)：根據(jù)規(guī)程，電力電容器能在1.10倍工頻穩(wěn)態(tài)過電壓下長期運行，1.15倍工頻穩(wěn)態(tài)過電壓下，每24h允許連續(xù)運行3

6、0min，1.20和1.30倍工頻穩(wěn)態(tài)過電壓允許運行各為5min和1min。故過電壓保護(hù)的動作電壓可取為120V(二次值)，延時可較長。 欠電壓欠電壓(低電壓低電壓)保護(hù)：當(dāng)電容器組所接母線突然失壓時，可能會出現(xiàn)：一旦電壓恢復(fù)，變壓器與電容器同時投入，可能造成電容器的過電壓損壞；母線失壓后，電容器的積聚電荷尚未釋放前，若電壓立即恢復(fù)而電容器再次充電，也能造成過電壓損壞。故考慮上述情況應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。低電壓的動作電壓可取為(0.50.6)Un/nv，Un系統(tǒng)額定電壓，nv電壓互感器變比。為防止誤動，需加有流閉鎖和斷路器分位信號閉鎖。 欠壓欠壓自投：為了保證在非故障狀態(tài)下供電質(zhì)量，當(dāng)三相母線電壓

7、高于有壓定值而低于欠壓自投定值時，我們的裝置設(shè)計有欠壓自投功能。為防止斷路器合位時也動作，接入斷路器合位閉鎖信號。4. 電容器的保護(hù)配置(4)電流速斷電流速斷、限時過電流過電流保護(hù) 當(dāng)電容器組引線、電流互感器、放電電壓互感器、串聯(lián)電抗器等回路發(fā)生相間短路，或者電容器組本身內(nèi)部元件全部擊穿形成相間短路，產(chǎn)生很大短路電流，故電容器應(yīng)裝設(shè)電流速斷和限時過電流保護(hù)。 電流速斷電流速斷保護(hù)：按在最小運行方式下，電容器組端部引線發(fā)生兩相短路時整定，并需考慮躲過電容器投入瞬間的合閘涌流。 限時過電流過電流保護(hù)：按大于電容器組允許的長期最大過電流整定，可作為速斷后備，可兼做過負(fù)荷保護(hù)。 IopInKk/Kh

8、In電容器組額定線電流，Kk可靠系數(shù)，Kh返回系數(shù)。4. 電容器的保護(hù)配置(5)防止電容器內(nèi)部故障的電容器組專用保護(hù)(零序零序電流、電壓，不平衡不平衡(差差)電流、電壓保護(hù)等) 不平衡不平衡保護(hù)：主要是指利用電容器組內(nèi)兩個相關(guān)部分的電容量之差的電流差和電壓差所構(gòu)成的保護(hù)。 單星型(單三角形)接線的電容器組，可采用開口三角形電壓保護(hù)(圖9，圖11)；串聯(lián)段數(shù)在二段以上的單星型電容器組可采用電壓差動保護(hù)(圖14) ；每相能接成四個橋臂的單星型(單三角形)電容器組，可采用橋式差電流保護(hù)(圖10，圖13) ；雙星型接線的電容器組可采用中性點不平衡電流(電壓)保護(hù)(圖12) 。配套電抗器的瓦斯瓦斯保護(hù) 根據(jù)配置油浸電抗器的電容器組實際運行情況，對于0.18MVA及以上的油浸式鐵心串聯(lián)電抗器需設(shè)置瓦斯瓦斯保護(hù)。4. 電容器的保護(hù)配置(6)圖 13 橋 差 電 流 保 護(hù) 原 理 接 線 圖ABCIII圖 14 橋 差 電 流 保 護(hù) 原 理 接 線 圖ABCU圖 9 零 序 電 流 保 護(hù) 原 理 接 線 圖A B CI o圖 10 零 序 電 流 保 護(hù)