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高壓并聯(lián)電容器的過電壓及避雷防護(hù)措施

作者: 時(shí)間:2010-08-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

表2 不同K時(shí),每段的最大并聯(lián)臺(tái)數(shù)

額定容量
/kF
額定電壓
/kV
不同K時(shí)的Mmax
0.750.5
 2511311476
10.511476
100113 2919
10.5 2919
300113 10 7
10.5 9 6
7 800 kvar,采用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)的中性點(diǎn)不接地雙星形結(jié)線。此時(shí)M=13,N=1,P=1,系數(shù)為K5,查表知
K5=6MN/[6MN-P.(6N-5)]=6×13×1/[6×13×1-1×(6×1-5)]=1.013(每組)。

   此外,系統(tǒng)電壓的調(diào)整,可根據(jù)需要投切或用計(jì)算機(jī)控制有載調(diào)壓變壓器的分節(jié)開關(guān),由于操作時(shí)間短,規(guī)程規(guī)定為1.15Ue。對(duì)輕負(fù)荷時(shí)電壓升高,規(guī)程也另有規(guī)定,即不超過1.2~1.3Ue,此值超過過電保護(hù)定值,可以自動(dòng)切除部分或全部電容器。故輕負(fù)荷電壓升高也不在穩(wěn)態(tài)計(jì)算值內(nèi)。
  上述各項(xiàng)綜合系數(shù)K=K1.K2.K3.K4.K5,如電容器組有串聯(lián)電抗則K3=1。
  從以上計(jì)算得
  K=K1.K2.K3.K4.K5=1.089×1.064×1×1.016×1.013=1.19>1.1
稍微超過標(biāo)準(zhǔn),為努力降低三相電容差值,求得合乎規(guī)程,盡量選擇11 kV或12 kV代替10.5 kV,6.6 kV代替6.3 kV。

2 電容器組過電壓及
2.1 電弧重燃過電壓
  開關(guān)分閘過程中,會(huì)形成電弧重燃過電壓。設(shè)開關(guān)在電壓最大值,電流過零時(shí)電弧熄滅,電容器處于充電狀態(tài),其電壓保持在系統(tǒng)電壓的最高值。此時(shí)開關(guān)觸頭間的電壓,一側(cè)為電容器電壓,另一側(cè)為電源電壓,電源變?yōu)樨?fù)的最大值時(shí),觸頭間的電壓為電源電壓的2倍。假如開關(guān)彈跳或分閘速度慢且滅弧性能不好,開關(guān)弧隙絕緣恢復(fù)的速度低于恢復(fù)電壓增長(zhǎng)的速度,則開關(guān)弧隙將被擊穿,這時(shí)形成電弧重燃,它的過電壓可達(dá)額定值的4.5~5倍。
2.2 器的選擇
  只要電源不是架空線路引入,保護(hù)電容器的器最好采用氧化鋅避雷器。因?yàn)槠胀ㄩy型避雷器在過電壓值低于避雷器的放電電壓時(shí),沖擊過電壓使電容器充電。直到過電壓值達(dá)到避雷器的放電電壓時(shí),閥型避雷器的間隙被擊穿,這時(shí)電容器將對(duì)避雷器放電。由于電容器與避雷器間阻抗很低,雷電流和電容器放電電流的綜合值很大,有可能損壞電容器和避雷器,故一般避雷器不能滿足電容器的要求。目前多采用具有殘壓低、通流大、時(shí)間響應(yīng)快、能連續(xù)動(dòng)作、壽命又長(zhǎng)的氧化鋅避雷器。
2.3 電容器組斷開時(shí)的過電壓及避雷器的配置
  投入電容器組產(chǎn)生的合閘過電壓一般不大于額定電壓的2倍,沒有分閘時(shí)大,按后者考慮即能滿足共同要求。下面分析避雷器的幾種接線情況。
  (1) 避雷器接在相—地間,如圖1所示,接法簡(jiǎn)單,使用率高,但某種情況下滿足不了絕緣配合的要求。例如電弧重燃產(chǎn)生高頻電流,設(shè)A相重燃,A相電源經(jīng)A相電容和中性點(diǎn)電容CN接通形成振蕩回路,出現(xiàn)過電壓。由于中性點(diǎn)電容遠(yuǎn)較主電容C為小,則CN阻抗大分壓也大,過電壓將出現(xiàn)在中性點(diǎn)電容CN上,其值可達(dá)定值的4.5倍。為此需要在中性點(diǎn)處配置氧化鋅避雷器。如果發(fā)生一相接地,接地相電容器將承受對(duì)地過電壓值的2/3。比健全相上的電容器過電壓高得多,超過過電壓倍數(shù)不超過2倍的要求。再者是兩相保護(hù)元件殘壓之和,起不到限制相間過電壓的作用。


圖1 避雷器相—地間接線圖

  (2) 避雷器接在相—中—地間,如圖2所示。其特點(diǎn)是保護(hù)元件直接并接在電容器極間,各相電容器過電壓由各自并聯(lián)的保護(hù)避雷器來(lái)限制,保護(hù)配合直接,不受其它因素影響。而且對(duì)串聯(lián)電抗器上的過電壓也可以起到限制作用。這種接線的兩中性點(diǎn)的連接線要求對(duì)地絕緣,否則電容器組變成中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。串聯(lián)電抗接在電容器與避雷器之間。
  (3) 三角形接法的電容器組的避雷器接法采用4臺(tái)避雷器(如圖3)。

圖2 避雷器相—中—地接線圖


圖3 三角形接法的電容器組的避雷器接法


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