5.1 一般规定5. 1. 1 本条所列8款是并联电容器装置设计时设备选型应考虑的主要问题电网电压决定接入处的电容器的额定电压,运行工况则关系到设备的参数,如:电容器投入容量与涌流和谐波放大倍率有关,涌流和谐波放大倍率又与电抗率有关;谐波水平是决定串联电抗器参数和分组容量的条件;母线短路电流和电容器对短路电流的助增效应是校验设备的动热稳定的条件,特别是选择断路器的重要条件;电容器组容量是选择单台电容器容量的依据之一接线和保护存在互相配合的关系电容器组投切方式不同对断路器的性能有不同要求,采取自动投切装置进行频繁投切时,少油断路器就不能满足要求而需选真空开关,真空开关具有一定重击穿几率,则需考虑用避雷器抑制操作过电压;环境条件是设备选择的重要依据,关系到外绝缘泄漏距离和产品的类别例如,是否选用耐低温产品、湿热带产品、高海拔产品;屋内布置可采用普通设备,屋外布置则需考虑环境的污秽等级;为了降低电容器安装框架高度,可能需要采用横放式电容器近几年制造行业制订了一些产品标准,如《高压并联电容器装置》、《低压并联电容器装置》、《集合式并联电容器》及国家标准《并联电容器)等电业部门为了选择设备参数也制订了一些行业标准,如《高压并联电容器技术条件》、《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》、《串联电抗器订货技术条件》等也是设计的依据之一如前所述,本条所列8款在设备选型时,均应给予全面考虑,我来为大家讲解一下关于并联电容器会增加系统阻抗吗?跟着小编一起来看一看吧!

并联电容器会增加系统阻抗吗(并联电容器的电器和导体的选择)

并联电容器会增加系统阻抗吗

5.1 一般规定

5. 1. 1 本条所列8款是并联电容器装置设计时设备选型应考虑的主要问题。电网电压决定接入处的电容器的额定电压,运行工况则关系到设备的参数,如:电容器投入容量与涌流和谐波放大倍率有关,涌流和谐波放大倍率又与电抗率有关;谐波水平是决定串联电抗器参数和分组容量的条件;母线短路电流和电容器对短路电流的助增效应是校验设备的动热稳定的条件,特别是选择断路器的重要条件;电容器组容量是选择单台电容器容量的依据之一。接线和保护存在互相配合的关系。电容器组投切方式不同对断路器的性能有不同要求,采取自动投切装置进行频繁投切时,少油断路器就不能满足要求而需选真空开关,真空开关具有一定重击穿几率,则需考虑用避雷器抑制操作过电压;环境条件是设备选择的重要依据,关系到外绝缘泄漏距离和产品的类别。例如,是否选用耐低温产品、湿热带产品、高海拔产品;屋内布置可采用普通设备,屋外布置则需考虑环境的污秽等级;为了降低电容器安装框架高度,可能需要采用横放式电容器。近几年制造行业制订了一些产品标准,如《高压并联电容器装置》、《低压并联电容器装置》、《集合式并联电容器》及国家标准《并联电容器)等。电业部门为了选择设备参数也制订了一些行业标准,如《高压并联电容器技术条件》、《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》、《串联电抗器订货技术条件》等也是设计的依据之一。如前所述,本条所列8款在设备选型时,均应给予全面考虑。

5. 1. 2 本条规定为高压并联电容器装置电器和导体的选择应满足的技术要求。为了保证安全运行,选用的电器和导体应满足运行电压、长期允许电流、短路时的动热稳定及操作过程的特殊要求,操作过程的特殊要求包括:合闸预击穿、合闸涌流、分闸可能产生的重击穿和由此而产生的过电压及其保护等。

根据成都科技大学进行的理论分析研究和浙江电力试验研究所在绍兴系统试验站所作的模拟试验,在电力系统中集中装设大容量的并联电容器组,将会改变装设点的系统网络性质,电容器组对安装点的短路电流起着助增作用,而且助增作用随着电容器组的容量增大和电容器性能的改进(如介质损耗减小、有效电阻降低)、开关动作速度加快而增加。试验研究报告建议:在电容器总容量与安装地点的短路容量之比不超过5%或10%(对应于电抗率K=5%~6%,不超过5%;K=12%~13%,不超过10%),助增作用相对较小,可不考虑。按本规范要求安装的电容器总容量与短路容量之比一般不超过5%,个别例外情况需考虑助增影响时,可参照《导体和电器选择设计技术规定》附件第七节中的计算方法予以考虑,即按常规方法计算的短路电流值再乘上助增校正系数(助增有效值校正系数,助增冲击校正系数),即可得到考虑助增影响后的短路电流值。

5. 1. 3 本条规定的主要依据是:电容器组的容量偏差不超过 10%、电容器长期过电压不超过1.1倍额定电压、电容器组过负荷保护的电流整定值不超过额定电流的1.35倍。如并联电容器装置装设串联电抗器,正常工况回路工作电流将小于电容器组的额定电流计算值,即使在谐波和过电压的共同作用下,回路电流一般不超过1.35倍电容器组额定电流,否则过负荷保护将动作跳闸,所以取1.35倍电容器组额定电流作为选择回路设备和导体的条件是安全的也是合理的。

5.1.4 高压并联电容器装置是变电所的一个组成部分,保证其安全运行对电网十分重要。因此,强调其外绝缘配合应与同级电压的其他电气设备相一致。

5.1. 5 目前,工程中采用制造厂生产的高压并联电容器成套装置已经很多,因为采用成套装置简化了工程设计,同时给安装也带来了方便,所以有继续发展的趋势。低压并联电容器装置基本上都是采用工厂生产的低压电容器柜。因此,在采用高低压并联电容器成套装置时,应考核其整体性能是否符合工程设计标准和产品标准的规定。事实上存在这种情况,组成成套装置的所有设备或元件检验都合格,但装配的成套装置不合格,不满足使用要求,这种成套装置不能选用。高压并联电容器成套装置应有灵活的组合结构,使其运输时可化整为零,设备到施工现场又要容易组装成套保持其整体性,这就是本条规定的目的。

5.2 电 容

5.2.1 本条明确了电容器选型的主要原则。包括对电容器型式、适应环境条件、介质和套管型式提出的要求。

电容器的型式选择应符合产品标准,技术先进、适应国情的总原则。至于选用常规的单台电容器或是集合式电容器以及容量超过500kvar的大容量电容器组成电容器组,可根据工程具体条件进行技术经济比较确定,本条不作限制性规定。需要说明,这几种类型的产品各有优点,同时也存在不足,例如:单台电容器容量组合灵活,更换故障电容器方便,工程中用得最多的是这种,但特殊环境可能需建电容器室采用屋内安装,台数越多维护工作量越大;集合式电容器和大容量箱式电容器,在屋外安装占地少,安装设计简单,施工方便,但这种电容器的场强取得较低,油箱内装有大量的绝缘油,所以消耗原材料多,经济性不如单台电容器,一旦出现故障,整台停运,现场不能更换箱体内的故障电容器,如返厂修理停运时间长。上述情况选型时应予综合考虑。

第2款是环境条件对电容器的选型要求,是必要条件,应予以满足,达不到要求将影响电容器组的安全运行。

第3、4款不是限制性条件,也要尽量满足。屋内安装的电容器组采用难燃介质的电容器是为了减少火灾事故及其影响范围。安装在绝缘框(台)架上的电容器,电容器的外壳对地绝缘由支承框(台)架的支柱绝缘子承担,外壳有条件作为电容器的一极,这样有两个优点:电容器内部极对壳材料可省去,外壳作为一个接线端,另一极用套管引出,电容器的渗漏油往往出现在瓷套管与油箱铁板的连接处,所以,少一个套管也就少一个渗漏油部位,既降低了造价又提高了可靠性,因此,设计时要优先考虑这种产品。

5.2.2 本条明确了电容器额定电压选择的主要原则。额定电压是电容器的重要参数,在并联电容器装置设计中正确地选择电容器的额定电压十分重要。众所周知,电容器的输出容量与其运行电压的平方成正比(即Q=ωCU2)、电容器运行在额定电压下则输出额定容量,运行电压低于额定电压则达不到额定输出,因此,电容器的额定电压,取过大的安全裕度就会出现过大的容量亏损。运行电压高于额定电压,如超过1.1倍,将造成不允许的过负荷,而且电容器内部介质将产生局部放电,局部放电对绝缘介质的危害极大。由于电子和离子直接撞击介质,固体和液体介质就会分解产生臭氧和氮的氧化物等气体,使介质受到化学腐蚀,并使介质增大,局部过热,并可能发展成绝缘击穿。为了使电容器的额定电压选择合理,达到经济和安全运行的目的,在分析电容器端子上的预期电压时,下面几种情况应予以考虑:(1)并联电容器装置接入电网后引起电网电压升高;(2)谐波引起的电网电压升高;(3)装设串联电抗器引起电容器端电压升高;(4)相间和串联段间的容差,将形成电压分配不均,使部分电容器电压升高;(5)轻负荷引起电网电压升高。并联电容器装置接入电网后引起的母线电压升高值可按下式计算:

上述计算式中系数1.05的取值依据是电网最高运行电压一般不超过标称电压的1.07倍,最高为1.1倍,运行平均电压约为电网标称电压的1.05倍。将具体工程选取的电抗率K值和串联段数S值代入式(2)中,可先算出电容器额定电压的计算值,然后,从电容器额定电压的标准系列中即可选取靠近计算值的额定电压。

5. 2. 3 电气设备的绝缘水平选择是设计的最基本原则之一,电容器的绝缘水平选择应遵守这一通用原则,同时,所选取的电容器绝缘水平应与同电压等级的其他设备相适应,以符合电网对电气设备绝缘水平的要求。

5. 2. 4 并联电容器的IEC标准和我国的现行国家标准中对电容器的过电压和过电流能力,如:工频过电压、操作过电压、工频加谐波过电压、过渡过电流和稳态过电流等均有相应规定,电容器组设计应遵守这些规定,预期过电压和过电流将超过上述标准规定时,应采取相应的设计措施防止,以保证电容器组的安全运行。

5. 2. 5 对本条规定作以下说明:选择高压电容器单台容量,首先要考虑电容器组容量,随着电容器组容量增大,单台电容器容量也要相应加大,如,5000kvar以下的中小型电容器组,单台电容器宜选50kvar或100kvar,大型电容器组则宜考虑选用200kvar或334kvar。高压电容器额定容量优先值为50、100、200、334kvar,无特殊情况,不宜采用非标准产品。

5. 2. 6 自愈式低压电容器取代油纸型低压电容器,是产品发展的趋势,因为,自愈式低压电容器具有:故障击穿时故障电流使金属层蒸发,介质迅速恢复绝缘性能,即所谓自愈性;它体积小、重量轻、损耗低、温升低,可做到无油不燃,避免火灾危险。自愈式电容器内部有的配有保护装置,当元件永久性击穿时可自动断路。由于它有诸多优点,所以,国内外都用它取代了油纸介质低压电容器。《自愈式低压并联电容器》GBl2747—91等效采用了国际标准IEC831-1(1988)第一部分和IEC831—2(1988)第二部分内容。

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