電容器保護(hù)原理及運(yùn)行管理方法

電容器保護(hù)原理及運(yùn)行管理方法

電力電容器的愛(ài)護(hù)原理與日常運(yùn)行治理電力電容器分為串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器,是一種靜止的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。

它的主要作用是向電力系統(tǒng)供應(yīng)無(wú)功功率,提高功率因數(shù),承受就地?zé)o功補(bǔ)償,可以削減輸電線(xiàn)路輸送電流,起到削減線(xiàn)路能量損耗和壓降,改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用。

其中,串聯(lián)電容器串接在線(xiàn)路中,其作用是提高線(xiàn)路末端電壓,降低受電端電壓波動(dòng),提高線(xiàn)路輸電力氣,改善系統(tǒng)潮流分布等,屬于分散式無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備;并聯(lián)電容器并聯(lián)在系統(tǒng)的母線(xiàn)上,類(lèi)似于系統(tǒng)母線(xiàn)上的一個(gè)容性負(fù)荷,它吸取系統(tǒng)的容性無(wú)功功率,向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功,提升系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù),提高受電端母線(xiàn)的電壓水平,同時(shí),削減線(xiàn)路上感性無(wú)功的輸送,降低電壓和功率損耗,提高線(xiàn)路的輸電力氣。

屬于集中式無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。

通常在變電站內(nèi)使用的是并聯(lián)電力電容器,它可以依據(jù)系統(tǒng)電壓和功率因數(shù)靈敏投切,便于治理。

作為一種重要的電力設(shè)備,電力電容器在運(yùn)行中需要加強(qiáng)運(yùn)行管理和維護(hù),在運(yùn)行中假設(shè)治理不當(dāng)極易損壞。

除運(yùn)行治理之外,電容器組的愛(ài)護(hù)配置不完善或不合理也簡(jiǎn)潔造成電容器損壞,如愛(ài)護(hù)整定值不當(dāng);愛(ài)護(hù)相互間協(xié)作不好等。

為了增加電力電容器的使用壽命,提高電容器組的運(yùn)行牢靠性,配備完善的二次愛(ài)護(hù)裝置是非常重要的。

電容器愛(ài)護(hù)配置及原理:二次回路的愛(ài)護(hù)總配置電力電容器在運(yùn)行中毀滅的故障主要有以下幾種表現(xiàn)形式:電容器內(nèi)部元件擊穿故障,簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部故障;母線(xiàn)電壓上升或個(gè)別電容器切除后引起的過(guò)電壓;高次諧波引起的過(guò)電流;絕緣損壞接地;引流線(xiàn)、套管相間短路;電源斷開(kāi)而引起的失壓等。

針對(duì)以上不同形式故障,現(xiàn)公司變電站通常承受以下4種愛(ài)護(hù)方式:1熔斷器愛(ài)護(hù);2欠壓過(guò)壓愛(ài)護(hù);3不平衡電壓愛(ài)護(hù);4過(guò)電流及速斷愛(ài)護(hù)。

其中后三種愛(ài)護(hù)大多數(shù)變電站承受微機(jī)愛(ài)護(hù)。

下面分別介紹這幾種愛(ài)護(hù)的原理及相互關(guān)系。

:熔斷器是電容器內(nèi)部故障的主愛(ài)護(hù),電容器投入后,在制造過(guò)程中留下的某些薄弱環(huán)節(jié)處,可能由于過(guò)熱、游離,直到局部擊穿。

在運(yùn)行中,個(gè)別元件的擊穿,會(huì)引起與之串聯(lián)的元件電壓上升,再引起的元件擊穿,結(jié)果產(chǎn)生鏈鎖反響,最終導(dǎo)致一臺(tái)電容器貫穿性短路。

故障過(guò)程中,絕緣分解的氣體增多后,箱內(nèi)壓力增高,便毀滅“鼓肚”或漏液現(xiàn)象,這就是電容器的內(nèi)部故障。

假設(shè)故障后,內(nèi)壓力增高到確定程度,就可能導(dǎo)致箱體爆裂,甚至起火,擴(kuò)大事故。

為防止這種事故,準(zhǔn)時(shí)切除故障電容器,通常每臺(tái)電容器都裝設(shè)有熔斷器愛(ài)護(hù)。

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,熔斷器不應(yīng)熔斷。

依據(jù)以上要求綜合后,熔斷器的額定電流按下式估算:≥,為電容器的額定電流;熔斷器愛(ài)護(hù)簡(jiǎn)潔牢靠,選擇性好,故障后可立刻找到故障電容器,熔斷器熔斷時(shí)間短,只需幾毫秒,加上燃弧時(shí)間,一般可在20之內(nèi)將短路電流切斷,能有效防止電容器箱殼爆裂;熔斷器愛(ài)護(hù)的缺點(diǎn)是故障時(shí)假設(shè)不依靠其它愛(ài)護(hù)裝置,斷路器就不能自動(dòng)跳閘,會(huì)引起事故擴(kuò)大。

所以它還需要以下愛(ài)護(hù)協(xié)作跳閘。

過(guò)壓愛(ài)護(hù)由于雷電波侵入、負(fù)荷投切、系統(tǒng)諧振時(shí),電容器所在母線(xiàn)電壓上升,使電容器承受過(guò)電壓,電容器的電壓超過(guò)額定電壓較大時(shí),會(huì)引起電容器過(guò)載發(fā)熱,造成電容器的熱擊穿。

所以應(yīng)設(shè)過(guò)電壓愛(ài)護(hù)。

過(guò)電壓愛(ài)護(hù)的原理:電容器組的過(guò)電壓愛(ài)護(hù)是承受微機(jī)愛(ài)護(hù),其電壓來(lái)自所接母線(xiàn)二次電壓,動(dòng)作電壓按下式估算:≥其中為二次額定線(xiàn)電壓當(dāng)系統(tǒng)電壓到達(dá)整定值時(shí),愛(ài)護(hù)經(jīng)過(guò)確定延時(shí)便啟動(dòng)斷路器跳閘。

欠壓愛(ài)護(hù)從電容器本身的特點(diǎn)看,電容器并不會(huì)因失壓而損壞。

但系統(tǒng)失壓后假設(shè)不切除電容器,系統(tǒng)電壓恢復(fù)時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生以下后果:,當(dāng)電源恢復(fù),母線(xiàn)電壓也快速恢復(fù),此時(shí)電容器上尚有剩余電壓,,;,電容器不切除,可能造成變壓器帶電容器合閘,產(chǎn)生諧振過(guò)電壓,使變壓器或電容器損壞;,電壓恢復(fù)的初期,系統(tǒng)負(fù)荷尚未全部恢復(fù),母線(xiàn)電壓偏高,這也可能引起電容器的過(guò)電壓。

所以,電容器應(yīng)裝設(shè)失壓愛(ài)護(hù)來(lái)切除電容器,防止電容器損壞。

欠壓愛(ài)護(hù)的原理:與過(guò)壓愛(ài)護(hù)一樣,欠壓愛(ài)護(hù)的采樣電壓由母線(xiàn)電壓互感器二次側(cè)輸入,此模擬量送入微處理機(jī)處理并推斷后,如低于整定值并經(jīng)過(guò)適當(dāng)延時(shí)后,則起動(dòng)斷路器跳閘。

失壓愛(ài)護(hù)的低電壓整定值既要保證失壓后,電容器尚有殘壓時(shí)能牢靠動(dòng)作,又要防止在系統(tǒng)瞬時(shí)電壓下降時(shí)誤動(dòng)作。

實(shí)際動(dòng)作值整定為:≤其中為二次額定線(xiàn)電壓為防止接地或短路時(shí),因母線(xiàn)電壓降低而失壓愛(ài)護(hù)誤動(dòng),其延時(shí)時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)超出過(guò)電流愛(ài)護(hù)的延時(shí)包括所在母線(xiàn)上其它設(shè)備的過(guò)電流愛(ài)護(hù)延時(shí)。

不平衡電壓愛(ài)護(hù)電容器組的不平衡電壓愛(ài)護(hù)是承受微機(jī)愛(ài)護(hù),其電壓采樣原理為:在電容器組的放電上采三相開(kāi)口電壓,在正常狀況下,電容器三相電壓平衡,放電上三相開(kāi)口三角電壓為零,當(dāng)電容器故障時(shí)放電三相開(kāi)口電壓值超過(guò)整定值,經(jīng)微處理機(jī)處理推斷后,經(jīng)過(guò)確定延時(shí)愛(ài)護(hù)啟動(dòng)斷路器跳閘。

通常不平衡電壓整定為15當(dāng)電容器內(nèi)部故障,使電容器任一個(gè)發(fā)生擊穿或熔斷器熔斷時(shí),引起的過(guò)電壓及過(guò)電流一般都不大,有時(shí)不會(huì)使過(guò)電壓和過(guò)電流愛(ài)護(hù)動(dòng)作跳閘。

,,所以需要不平衡電壓愛(ài)護(hù)來(lái)跳開(kāi)斷路器。

可見(jiàn),它與熔斷器愛(ài)護(hù)作為電容器內(nèi)部故障的愛(ài)護(hù)。

過(guò)電流及速斷愛(ài)護(hù)速斷愛(ài)護(hù)是電容器組引線(xiàn)、套管短路等外部故障時(shí)的主愛(ài)護(hù)。

過(guò)電流愛(ài)護(hù)是高次諧波過(guò)電流如大功率整流柜的投切所產(chǎn)生的諧波電流經(jīng)電抗器消弱后,過(guò)電流照舊太大時(shí)等外部故障時(shí)的的主愛(ài)護(hù),也可作為引線(xiàn)、套管短路故障的后備愛(ài)護(hù)。

過(guò)電流及速斷愛(ài)護(hù)的采樣電流同時(shí)取自于斷路器進(jìn)線(xiàn)側(cè)電流互感器二次側(cè),此二次側(cè)線(xiàn)圈接成星形,由星形線(xiàn)圈分別取三相采樣電流模擬量送至微機(jī)愛(ài)護(hù)裝置,任一相模擬量經(jīng)微處理機(jī)處理并推斷后,到達(dá)整定值并經(jīng)確定延時(shí),就啟動(dòng)斷路器跳閘。

速斷的